Характеристики кактуса

На широком уровне кактусы имеют много общих черт с другими растениями. Они обладают хлорофиллом и делают сахар, комбинируя углекислый газ и воду посредством фотосинтеза. Они имеют настоящие цветы, размножаются половым путем через семена и имеют водопоглощающие корни. С другой стороны, кактусы имеют ряд характеристик, которые отличают их, по крайней мере внешне, от других цветковых растений. Многие из этих характеристик являются адаптацией к выживающей засухе.

В ботанике термин «суккулент» относится к устойчивым к засухе растениям, ткани которых модифицированы для хранения воды. Нефритовые растения и домашний лук с их пухлыми листьями для хранения воды являются двумя примерами. Подавляющее большинство кактусов также являются суккулентами, приспособленными для жизни в засушливых районах Северной и Южной Америки. В кактусах, однако, именно стебель хранит воду, а не листья.

Отсутствие листьев - еще одна водосберегающая характеристика кактусов. Листья имеют большую площадь поверхности и поэтому теряют много воды. Только горстка видов кактусов, таких как у тропического рода Pereskia, имеют настоящие листья. Эти примитивные листовые виды кактусов также имеют несуккулентные стебли. Как правило, кактусы имеют острые шипы вместо листьев. Колючки, представляющие собой модифицированные листья, защищают сочный, наполненный водой стебель от жаждущих пустынных животных.

Как и большинство суккулентных растений, кактусы обладают толстым восковым наружным покрытием, известным как кутикула. У некоторых видов кактусов кутикула достаточно толстая, чтобы ногтем можно было соскоблить воск с растения, хотя потеря воска может повредить растение. Кутикула препятствует испарению воды, хранящейся внутри растения, во внешнюю атмосферу. Кутикула также защищает кактус от микробов, которые могут проникать через кожу.

Так как кактус покрыт восковой кутикулой, основной путь, которым кактус может потерять воду, - через его устьица. Это микроскопические дыры в кожуре растения, которые пропускают углекислый газ, необходимый растению для производства сахара. Когда устьица открыта, водяной пар внутри растения легко выходит. Чтобы свести к минимуму эту потерю, кактусы открывают свои устья только ночью, систему, известную как метаболизм толстянной кислоты, или САМ. Другие растения, которые используют CAM, включают ананасы и листовые суккуленты.

Все зеленые части растения могут фотосинтезировать, но листья обычно выполняют большую часть работы фотосинтеза. Фактически, у стеблей большинства покрытых листвой растений есть немного или нет устьиц, чтобы снабдить близлежащие фотосинтезирующие клетки углекислым газом. Однако у безлистных кактусов стебли являются основными фотосинтезаторами. Следовательно, стебли кактуса имеют больше устьиц, чем стебли листовых растений, хотя их меньше, чем обычно. По словам Артура Гибсона и Пак Нобеля в «The Cactus Primer», кактусы имеют от 15 до 70 устьиц на квадратный миллиметр, а листья - более 100.