Загадочное происхождение кактусов

Вопрос о появлении кактусов в растительном царстве нашей планеты до сих пор остается загадкой. По поводу их происхождения имеются лишь относительно логичные, но безосновательные предположения, т.к. ни один кактус не сохранился в ископаемом виде.

Судя по тому, что еще в ацтекских барельефах и настенных рисунках до нашего времени дошли изображения кактусов, в которых легко узнаются опунция, мелокактус и цереус, можно сделать вывод, что с доколумбовских времен эволюция мало отразилась на их внешних признаках. Значит, формирование кактусов происходило синхронно с глобальными изменениями географии и климата Земли.

Еще до появления цветковых растений вся планета была единым материком с мягким климатом и единым океаном. Приблизительно 135 млн. лет назад, когда начали исчезать динозавры, в земной коре появились разломы, и суша разделилась на части. Приобрели свои очертания Северная и Южная Америка, а их расстояния от берегов Европы и Африки составили более 3000 км. Все эти перемещения завершились предположительно 65 млн. лет назад. В это время цветковые растения доминировали в земных пейзажах. Но господство теплого и влажного климата закончилось. Широта засушливого пояса по обе стороны от 25º параллели все больше увеличивалась и тем самым подготовила почву к выходу на сцену суккулентных растений. Но случилось так, что все их прототипы большей частью достались Америке или поселились там после разделения континентов. Поэтому можно предположить, что кактусы появились на свет около 50 млн. лет тому назад. И не сразу в готовом для коллекционирования виде, а в течение тысячелетий формировали свои внешние признаки, адаптируясь к хорошо нам известным факторам внешней среды. Нет аналогов в растительном мире сагуаро, которые, борясь за сохранение влаги, могут за счет ее запасов вегетировать в течение 2-х лет при полном отсутствие осадков.

Но наиболее трудной задачей, с которой столкнулись кактусы в период адаптации, стало сохранение процессов фотосинтеза в экстремальных условиях горных пустынь. Чтобы сократить потери влаги при испарении, кактусы образовали прочную кожистую оболочку стеблей. Но такая оболочка затрудняла дыхание растений и препятствовала поглощению из атмосферы углекислого газа, необходимого, как и солнечный свет, для прохождения фотосинтеза. Нужную при этом воду растения могли черпать из внутренних запасов, а вот для поглощения углекислого газа и выброса «отработанной» воды необходимы были отверстия в оболочке стеблей по подобию с дыхательными устьицами обыкновенных листьев. Так оно и произошло, но режим работы устьиц эпидермиса кактусов резко отличается от лиственных растений.

Если у них в светлое время суток устьица открыты и как форсунки выбрасывают в атмосферу испаряемую воду для охлаждения от тепла солнечных лучей поверхности листьев, то кактусы идут своим путем.

Испарение воды при высоких температурах пустынь чревато обезвоживанием стеблей, поэтому кактусы прикрывают свои устьица, экономя каждую каплю воды и стойко перенося жару и жестокие засухи. Зато по ночам, когда необходимость испарения резко уменьшается, кактусы полностью открывают свои поры, обеспечивая в необходимом объеме процессы дыхания. Образованный при фотосинтезе клеточный сок кактусов имеет слизистое состояние, и его вязкость в ходе переработки циркулирующей воды все время повышается. Поэтому многие кактусы без труда переносят нахождение в темноте на протяжении до полугода, сохраняя при этом водный баланс, хотя и дыша все это время.

В моей практике коллекционирования был случай, когда посылка с заказанными растениями «завалялась» в пути и пришла ко мне через пять с лишним месяцев в весенне-летний период. Я уже мысленно похоронил содержимое, но, вскрыв посылку, с искренним удивлением обнаружил, что растения, хотя и в «подвявшем» состоянии, но живы и после посадки через месяц восстановили тургор и вегетировали наравне с другими. Скажите, что кроме суккулентов благодаря адаптивным способностям может перенести подобный стресс? В предыдущих статьях вопросы о приспособляемости кактусов к условиям окружающей среды уже не раз освещались, но их уникальные черты всегда будут предметом для «поклонения», хотя формирование этих адаптивных черт растениями в ходе эволюции до сих пор остается загадкой.

Фото: Олег Ковтун (Одесса)

Комментарии: