Кактусы на подоконнике. Денис Сальников

      Природа полна чудес, но кактусы – по истине одни из самых удивительных живых существ на планете Земля, во всяком случае, в биологическом царстве растений, к которому относит их наука. Родословная семейства кактусовых (Cactaceae) до конца пока не выяснена, оно входит в клады сосудистых, покрытосеменных (цветковых) и двудольных растений и относится к порядку (отряду) гвоздичноцветных и, таким образом, дальними родственниками кактусов оказываются многие известные нам культурные растения, например, гречиха и свекла, салат, шпинат и другие. Из 1046 родов и 12538 видов гвоздичноцветных к кактусам относятся аж 127 родов и 1750 видов. Как видите, семейство очень велико и разнообразно! Именно разнообразие стало одной из причин повышенного интереса к кактусам не только среди специалистов, но и среди цветоводов-любителей и коллекционеров. В отличие от представителей многих других растительных семейств, где видовые отличия становятся явными лишь в периоды цветения и плодоношения (нецветущие фиалки, например, почти неотличимы друг от друга, и разницу между двумя яблонями пока плоды не созреют неспециалист вряд ли заметит), кактусы круглый год разительно внешне отличаются друг от друга даже в пределах одного рода.

      Момент появления на Земле семейства кактусовых остается предметом споров с момента его открытия по сей день, поскольку никаких ископаемых остатков кактусов до сих пор не найдено ни в одном геологическом слое. Основываясь на данных о возрасте родственных семейств и так называемом «приблизительном молекулярном возрасте», ученые-ботаники в основном предполагают, что первые представители кактусовых появились 30-35 млн лет назад – сравнительно молодой по биологическим меркам возраст. Причиной их появления в позднем Олигоцене стало резкое изменение климата, начавшееся со снижения уровня углекислого газа (CO₂) в атмосфере Земли. Изменился теплообмен, появились пассаты, которые, достигая тридцатых широт и двигаясь далее вдоль экватора, привели к осушению значительных территорий и образованию пустынь.

      Будущие кактусы оказались в числе тех растений, которые в силу изменения климата вынуждены были приспосабливаться к условиям длительных засух и дефицита углерода в воздухе. В целях экономии воды большинство из них сначала сократили поверхность листовой пластины, а затем и вовсе сбросили листья, уменьшая тем самым площадь испаряющей поверхности. Основные функции листьев – дыхательную и фотосинтезирующую – принял на себя стебель растения. Он стал более мясистым, принимая шаровидную или цилиндрическую форму, чтобы одновременно обеспечить достаточный объем для хранения запасов влаги и уменьшить площадь поверхности испарения. Ребра, бугорки и сосочки, которыми обзавелись в процессе эволюции многие виды кактусов, играют роль зонтиков, создавая скользящую тень и защищая растение от ожогов и перегрева. Той же цели служат и восковой налет на стебле у многих видов, и густые колючки, и опушение или крап, иногда почти полностью скрывающие стебель. Ничего похожего на кактусы во флоре восточного полушария нашей планеты не встречается, и первых европейцев, прибывших в Америку, они буквально поразили своей необычностью и эстетическим совершенством. Кактусы отправлялись в Европу в числе наиболее ценных трофеев, добытых в Новом Свете.

      В ходе эволюции изменились не только надземная часть, но и корневая система многих кактусов. Живущие в особенно сложных условиях сформировали толстые «реповидные» корни, часто в несколько раз превышающие по размеру стебель растения (невольно вспоминается родство кактусовых с корнеплодами). Кактусовые «репы» не только играют роль резервуаров для длительного хранения воды, но и работают как своеобразные пружины: в периоды засухи такая пружина сжимается, втягивая стебель в грунт и убирая его от жары и солнца. После непродолжительных дождей корень, наполняясь водой и увеличиваясь в размерах, наоборот, выталкивает стебель кактуса на поверхность, поднимая активность фотосинтеза на период роста растения.

      Одновременно кактусы, как и некоторые другие суккуленты (ксерофиты1) изменили и свой механизм фотосинтеза – основного жизненного процесса любого зеленого растения. Вся система реакций фотосинтеза сводится к общей схеме (так называемому циклу Кальвина):