Рослина кактус: особливості будови і характеристика

Рослина кактус - одне з найзагадковіших на планеті. Ці сукуленти здатні місяцями обходитися без вологи і рости на найбідніших грунтах при повній відсутності поживних речовин. Пристосовні ознаки кактусів дозволяють їм не тільки виживати під палючим сонцем, а й цвісти. У чому ж полягає природна особливість кактусів, і в який природному середовищі вони ростуть?

Де ростуть кактуси в природі: умови середовища існування

Родина колючого рослини кактус (від грецького cactos) - Південна і Північна Америка. Центром формування сімейства все ж вважається Південна Америка, звідки вони поширилися на Північноамериканський континент. Там, де ростуть кактуси, можуть бути абсолютно різні умови, адже ці рослини мають величезну область поширення, що охоплює різні природні зони. Це само по собі визначає велику різноманітність умов зростання рослин: кліматичних, зональних і грунтових. Кактуси заселяють тропічні ліси (епіфітних видами, зростаючими на стовбурах дерев), савани, різні типи пустель і напівпустель, а в горах піднімаються до висоти 4500 м над рівнем моря. А де ще ростуть кактуси в дикій природі? Більшість цих сукулентів пристосоване до життя в пустельних умовах, з малою кількістю опадів і різким перепадом температур від дня до ночі. Особливо жорсткі умови довкілля кактусів характерні для високогірних пустель з їх негативними нічними температурами і перепадом між денними і нічними температурами на поверхні грунту до 45 °. На північ ареал кактусів простягається до 56 ° с. ш., а на південь до 54 ° ю. ш. Крайніх точок ареалу досягають в основному представники підродини Опунцевие.

Навколишнє середовище кактусів на континентах вкрай нерівномірна. Найбільше видове різноманіття характерно для Мексики, гірських пустель Перу, Чилі, Аргентини і Болівії.

Кактуси - це такі рослини, які володіють високою екологічною пластичністю. Певні ознаки пристосованості кактусів дозволяють їм виживати не тільки в Північній і Південній Америці, а й в різних природних зонах інших континентів. Так, деякі види опунций були завезені в Західну Європу і успішно акліматизовані. У колишньому СРСР опунції були акліматизовані в Криму і Астраханської області, а також в Туркменії. Деякі види епіфітних кактусів зустрічаються в лісах Африки, на Мадагаскарі, в Шрі-Ланці та на островах Індійського океану. Однак вважається, що вони були завезені в ці місця людиною.

До якої родини належать колючі рослини пустель кактуси: групи і підродини

З точки зору систематики кактуси - це дводольні рослини порядку гвоздикових, сімейства кактусових (Cactaceae). Порядок гвоздичні об`єднує дуже різні за зовнішнім виглядом рослини, що належать до різних сімейств.

Сімейство, до якого відносяться кактуси, представлено багаторічними трав`янистими, кустарниковідниє і деревоподібними формами з висотою стебла від 2-5 см (Блосфельд крихітна) До 10-12 м (Карнегі гігантська). До теперішнього часу не існує усталеної і загальноприйнятої систематики сімейства кактусових. Нововведення в цій області не стали поки загальноприйнятими і оскаржуються фахівцями. За старою і все ще широко поширеною систематики К. Курт Бакеберг сімейство налічувало до 220 родів і близько 3000 видів. Наявність такого числа пологів кактусів, цих рослин пустель, давно піддавалося сумніву. Останнім часом по одній з нових і найбільш визнаною систематики Е. Андерсона число пологів скорочено до 124. Сімейство Cactaceae поділяють на три підродини, опис кактусів кожного з них представлено нижче.

підродина Peireskioideae (Перескіевие) В даний час представлено одним родом Peireskia, що налічує 17 видів рослин, представлених в основному чагарниками до 8-11 м заввишки. Особливість цих кактусів - наявність дерев`яніють стебла, покритого довгими колючками з добре розвиненими або скороченими листям. Колючки допомагають чіплятися за стовбури дерев. З віком листя втрачають забарвлення, а в період спокою в посушливий час опадають. Квітки великі в суцвітті, рідше поодинокі. Забарвлення квітки біла, червоних відтінків, жовта, оранжева. Плоди ягодоподібні, їстівні. Виростають в тропічних областях Мексики, Вест-Індії та Південної Америки.

підродина Opuntioideae (Опунцевие) Представлено кактусами з кулястими, дисковидними, овальними або циліндричними членистими стеблами і сильно скороченими і швидко обпадає листям, з глохидиями (дрібними колючками) в ареолах. Представлено пологами Austrocylindropuntia, Cylindropuntia, Opuntia, Tephrocactus. Опис рослин кактусів цього підродини наступне: це прямостоячі або сланкі чагарники, а також чагарники, часто утворюють подушкоподібні форми. Квітки великі, жовтого, помаранчевого чи білого забарвлення. Плоди великі, у багатьох видів їстівні. Ще одна характерна ознака кактусів цього підродини - плоскі насіння, які на відміну від інших представників сімейства мають тверду оболонку. Підродина має самий великий ареал в Північній і Південній Америці. Опунції ростуть від Канади до Патагонії.

підродина Cereoideae (Цереусовие) - найчисленніше підродина, представлене різними життєвими формами від епіфітів і карликових кулястих рослин до деревовидних гігантів. Які особливості у кактусів цього підродини? Представники Цереусових не мають листя і глохидий. Підродина ділять на дві групи (триби). Група Тропічні лісові кактуси (Hylocereeae) представлена епіфітами, кучерявими і сланкими кактусами з повітряними корінням: пологи Rhipsalis, Hatiora, Epiphyllum, Selenicereus, Hylocereus і ін.

Група Цереусовие (Сегееае) Представлена прямостоячими циліндричними або кулястими кактусами від дрібних кулястих і кустарнічкових рослин до деревовидних форм. Ареал цієї групи рослин кактуси близький до ареалу Опунціевих. Саме цереусовие становлять найбільший інтерес для колекціонерів, як за рахунок великої кількості пологів і видів, так і за рахунок різноманітності їх життєвих форм, а також великої різноманітності стебел, колючок і квіток.

Далі ви дізнаєтеся про морфологічних ознаках кактусів, як цвітуть ці рослини і в чому їх особливості.

Морфологічні ознаки і частини рослини кактус: особливості стебла

Стебла кактусів, як уже зазначалося, мають різну форму. Зазвичай вони мають ребра, найчастіше розділені на сосочки, що представляють собою видозмінені підстави листя. Найчастіше ребра бувають прямими, що опускаються від верхівки стебла до основи, але можуть бути спіральними і хвилясто вигнутими. У деяких кактусів ребра плоскі і майже не підносяться над стеблом. Зверху стебла покриті шкіркою (кутикулою) з воскоподобние речовини, яке охороняє їх від зовнішнього впливу, в тому числі від випаровування вологи. Кутикула є похідним від більш глибокого шару - епідермісу. З клітин епідермісу розвиваються пучки подовжених капілярів, що закінчуються на поверхні опушенням, яке здатне захоплювати вологу з повітря і проводити до внутрішніх клітин стебла.

Важливий морфологічна ознака кактуса - наявність колючок. Ці частини рослини кактус теж можуть захоплювати вологу з повітря і проводити до внутрішніх клітин стебла. Це дозволяє рослинам ефективно використовувати вологу, що конденсується з повітря при перепадах температури.

Головною відмінністю будови рослини кактус від інших сукулентів є наявність ареол, що представляють собою видозмінені пазушні бруньки. З ареол, розташованих на ребрах стебла, розвиваються квітки і плоди, як зі звичайних нирок, а у деяких видів і листя. У переважної більшості кактусів ареоли несуть колючки і, крім того, можуть мати опушення з тонких волосків. У маммілярій і деяких інших кактусів ареола розділяється на дві частини. Одна частина знаходиться в пазусі (аксілл), а інша на кінці сосочка. Квітки і відростки у таких кактусів виростають з аксілл, а на кінці сосочка розвиваються колючки. При необхідності ареолу з шматочком тканини можна вкорінювати і прищеплювати для отримання нового рослини.

Одна з особливостей стебла кактуса полягає в тому, що він росте з верхівки, де знаходиться так звана точка росту. За рахунок поділу клітин в точці зростання відбувається приріст кактуса по діаметру і висоті. Більшість кактусів зростає все життя. Частина кактусів має кінцевий ріст стебла. У таких кактусів розподіл в точці зростання періодично припиняється, а з ареол з`являються нові пагони. Тобто, у стебла кактуса членисту будову. Порушення точки зростання припиняє ріст стебла і сприяє появі бічних пагонів. Цією особливістю будови кактуса іноді користуються для вегетативного розмноження рослин шляхом зрізання або висвердлювання точки зростання. Стебло кактусів містить до 96% води. Велика кількість води, особливості будови стебла (наявність ребер, колючок, волосків) і особливості фізіології кактусів допомагають їм вижити в суворих умовах зростання.

Крім звичайних форм стебел, в природі і колекціях зустрічаються дві форми кактусів з потворно розрісся стеблом: крістатной і монстрозной. У нормі точка росту кактуса знаходиться на верхівці стебла. Щорічне зростання клітин в цьому місці збільшує висоту і діаметр стебла. Кошти, виділені клітинами речовини пригнічують ріст таких же клітин, розкиданих по всьому стеблу. При порушенні цього механізму починають посилено ділитися клітини в різних частинах стебла. При цьому у крістатной форм верхівкова точка росту витягується в лінію, і кактус приймає гребневидная форму, а у монстрозной форм клітини починають рости по всьому стеблу. В результаті крістатной форма набуває вигляду розрослися в різних площинах гребенів, а монстрозной форма має стебло з окремими безладно розрослися, асиметричними ділянками. Ці форми дуже декоративні і досить часто зустрічаються в колекціях. Причиною таких відхилень, швидше за все, є не з`ясована до сих пір сукупність кількох чинників. Вважається, що відхилення можуть виникнути фактично у будь-якого виду кактусів. Подібні явища відомі і серед інших рослин. Крім названих форм, в колекціях зустрічаються також безхлорофільні форми рослин (Варієгата) червоного, жовтого та інших квітів. Так як фотосинтезуючі апарат у таких рослин відсутня, вони не можуть самостійно засвоювати вуглекислоту з атмосфери і здатні рости тільки в щепленому стані. Для збереження форми деяких видів крістат їх також прищеплюють.

Характеристика рослини кактус була б неповною без опису колючок. Колючки кактусів є видозміненими нирковими лусками. Вони підрозділяються на центральні і радіальні колючки. Центральна колючка (колючки) знаходиться в центрі ареоли. Вона зазвичай більш велика, округла або трохи сплющена і досить часто несе на кінці гачок. Більш численні і тонкі радіальні колючки розташовані по периферії ареоли. Тканина колючок насичена кальцієм і деякими іншими речовинами, що додають їй твердість. Кількість радіальних колючок в одній ареоле може досягати десятка і більш. Ареоли ряду видів крім колючок можуть нести волоски. Кактуси підродини Перескіевих і Опунцевих несуть на стеблах дрібні і легко обламуються колючки - глохидии. Є види кактусів з плоскими і тонкими «паперовими» колючками, наприклад деякі види тефрокактусов. З усіх кактусів добре розвинене листя є лише у Переськия.

Пристосовні ознаки кактуса і адаптація до умов проживання

Висока пристосованість кактусів до середовища проживання, до життя в несприятливих умовах також обумовлена будовою їх коренів. Багато видів мають добре розвинену поверхневу кореневу систему. Це дозволяє ефективно використовувати навіть невелика кількість опадів, що випали. Деякі види кактусів (наприклад, роду Ariocarpus) мають сильно потовщений корінь, в якому концентрується велика кількість поживних речовин. Це допомагає адаптації кактуса до середовища проживання, дозволяє рослині пережити несприятливі умови. У деяких великих видів подібні коріння можуть досягати ваги декількох кілограмів.

Для ряду видів роду Echinopsis, Submatucana і інших характерні бічні відростки, які виросли на головному стеблі, здатні самі давати коріння. Відірвавшись від стебла, вони швидко вкорінюються. На коренях інших кактусів утворюються бруньки, що дають життя новим рослинам (кореневі нащадки). У епіфітних кактусів на стеблах виростають повітряні додаткові корені, що дають рослині додаткову вологу і прикріплення до субстрату.

Як цвіте кактус: ознаки, опис будови квітки та плоду

Квітки кактусів поодинокі, в більшості випадків розташовані на верхівці стебла, по одному в ареоле. Вони мають різноманітну забарвлення, за винятком синього. У будову квітки кактуса входять численні тичинки і рильце маточки. У деяких видів вони можуть відрізнятися за забарвленням, наприклад, жовті тичинки і зелене рильце маточки у ехіноцереусов. Квітки з`являються як на старих, так і на молодих ареолах.

Є види кактусів, у яких квітки розвиваються на особливому органі - Цефалий (рід Melocactus, Discocactus), що утворюється на верхівці стебла. Цефалий являє собою скупчення в зоні цвітіння великої кількості пуху, волосків і щетинок. Він щорічно збільшується, досягаючи на деяких видах висоти 1 м. Квітки можуть також розвиватися на бічному псевдоцефаліі, наприклад, у кактусів роду Cephalocereus, Pilosocereus і ін. Розмір квіток кактусів варіюється від дрібних до величезних, довжиною і діаметром 25-30 см (рід Selenicereus ). Квітки деяких видів мають ароматом (рід Echinopsis, деякі види роду Dolichothele і ін.). Цвітіння відбувається в денний і нічний час. Більшість кактусів цвіте в денний час з ранку або в другій половині дня. Найчастіше квітки кактусів двостатеві і перехресно-запилюється. На батьківщині кактусів, крім вітру, в запиленні беруть участь комахи та птахи, в тому числі колібрі.

Після цвітіння зав`язуються ягодообразние соковиті, рідше сухі плоди. У багатьох видів вони їстівні. Розміри плодів від 2-3 мм до 10 см. Найбільш великі плоди зустрічаються у опунций. Плоди можуть дозрівати в поточному сезоні або на наступний рік (рід Mammillaria). У дозрілої ягоді може перебувати від кількох штук до сотень і більше насіння. Одні з найбільш дрібних насіння у Блосфельд, стромбокактуса і пародій. Великі насіння опунций мають тверду і міцну оболонку. У решти кактусів оболонка насіння тонка, тендітна. Схожість насіння більшості видів зберігається до року і більше, у цереусов і маммілярій до 7-9 років. У Roseocactus fissuratus відомий випадок проростання насіння через 30 років.

Які природні особливості у рослин кактусів і в чому вони полягають

Деякі особливості біології та фізіології. Кактуси - рослини-сукуленти (лат. Succulentus - соковитий). Їх стебла містять велику кількість води. Однією з найважливіших фізіологічних особливостей цих рослин є особливий тип фотосинтезу, властивий також деяким іншим сукуленти. У переважної більшості рослин фотосинтез, що йде з поглинанням вуглекислоти і одночасним випаровуванням води, відбувається в денний час. Процес цей, що дає їм можливість жити і збільшувати масу, залежить від інтенсивності сонячної радіації, температури і забезпеченості водою. Сімейство Кактусові формувалося в жорстких умовах жаркого клімату, де великі втрати води в денний час неприпустимі. Тому, на відміну від більшості інших рослин, кактуси мають принципово інший тип фотосинтезу. Суть його полягає в тому, що поглинання і зв`язування вуглекислоти з виділенням кисню відбувається не днем, а вночі, через відкриті в цей час продихи. Кислотність соку рослин вночі стає дуже високою. Днем, коли продихи закриті і перешкоджають випаровуванню води, в стеблі відбувається вивільнення вуглекислоти і використання її в процесі фотосинтезу.

Завдяки таким особливостям фотосинтезу кактуси здатні рости в умовах жорсткого температурного режиму і нестачі вологи.

Інший фізіологічною особливістю кактусів є їх повільне зростання. Коренева система і стебло рослин не здатні швидко засвоювати велику кількість поживних речовин і так само швидко трансформувати їх в приріст маси коренів і стебла. Цю особливість необхідно враховувати при культивуванні кактусів. Бажання швидко виростити великі екземпляри за рахунок додаткових підгодівлі може обернутися зіпсованими стеблами рослин і навіть їх загибеллю. По крайней мере, при додатковій підгодівлі повинні враховуватися всі фактори середовища, в якій міститься колекція. Перш за все - освітленість: чим вона вища, тим більш поживні може бути грунт.

Господарське та естетичне значення кактусів. На батьківщині кактуси мають певне господарське значення. Їх стебла використовуються в їжу в сирому і приготованому вигляді. В їжу використовуються також плоди, головним чином опунций. Сухі стебла великих рослин застосовуються як паливо і легкий будівельний матеріал. Кактуси використовують як корм для худоби. Завдяки високому вмісту алкалоїдів та інших речовин кактуси знайшли застосування в медицині. Величезне число представників сімейства Кактусові є декоративними, оранжерейними і кімнатними рослинами, широко культивуються в усьому світі.

Поділися в соц мережах:

Увага, тільки СЬОГОДНІ!

Схожі