Кактус особенности внешнего строения

Кактус особенности внешнего строения

Кактусы своим внешним видом очень не похожи на растения, распространенные у нас, но они относятся к классу двудольных (Dicotyledones), как и наши лиственные растения. Кактусы объединены в семейство кактусовые, которое насчитывает около 3000 видов и разновидностей. Это семейство делится на три подсемейства: перескиевые (Pereskioideae), опунциевые (Opuntioideae) и цереусовые (Cereoideae).

По мере эволюционного развития стебель становился более толстым, а листья подвергались редуцированию. Так, у подсемейства перескиевые имеются вполне нормальные листья, а стебель не утолщен. У подсемейства опунциевые стебель уже более утолщенный, листья сильно редуцированы и наблюдаются только на молодых побегах. У остальных кактусов от листьев не осталось и следа. Функцию фотосинтеза взял на себя стебель кактуса, в клетках которого содержится хлорофилл, при этом активное поглощение углекислоты и выделение кислорода происходит в ночное время. Стебель составлен однородной тканью и служит в основном водозапасающим органом. Внутри стебля любого кактуса от корней до верхушки проходит центральный пучок сосудов. Пучок сосудов, оканчивающийся на верхушке стебля, называется точкой роста (апекс). От центрального пучка отходят боковые сосуды, которые подходят к каждой ареоле, поэтому при нарушении точки роста происходит новый рост на одной из боковых ареол. В природе многие кактусы образуют обильные боковые побеги (Mamillaria prolifera, Lophophora williamsii v. caespitosa), но существуют и те, которые не образуют боковых побегов (рода Ferocactus, Cephalocereus, Melocactus). Кожица стебля (эпидермис) сильно отличается от лиственных растений, имеет значительно меньше устьиц для дыхания и испарения влаги и часто защищена восковым налетом. Стебли кактусов принимают самые различные формы: дисковидные, шаровидные, цилиндрические, колонновидные. У некоторых видов рода Mamillaria часто верхушка раздваивается (дихотомия). У иных кактусов встречается аномальное развитие стебля: монстрозное, когда неправильно образуются боковые побеги, и кристатное, когда точка роста трансформируется в линию.

Стебель большинства кактусов образует ребра или сосочки. Ребра бывают высокими, низкими, широкими и узкими. Обычно они — вертикальные. Ребра в местах расположения ареол имеют утолщения или наросты. Образование наростов и сосочков было дальнейшим шагом в эволюционном развитии. Поэтому род Mamillaria является довольно молодым. У Leuchtenbergia principis сосочки могут достигать длины 12 см. Ребра и сосочки отбрасывают тень на поверхность растения, и поэтому оно не полностью оказывается под палящим солнцем, тем самым предохраняясь от перегрева.

Корни кактусов также претерпели ряд изменений. Кактусы, растущие в пустынных районах, образуют большую сеть поверхностных корней на глубине нескольких сантиметров. Это позволяет впитывать незначительное количество влаги из земли, смоченной туманами и росой. Но время сильных засух топкие корешки отмирают, а из более толстых при благоприятных условиях быстро образуются новые корни. Для других кактусов характерны утолщенные корни с центральным стержневидным корнем, который служит для накапливания питательных веществ и влаги.

Ареолы — это своеобразное, характерное для кактусов место, где развиваются колючки, волоски, ворс, цветки и побеги. У многих кактусов в верхней части ареолы об-разуются цветки и побеги, а в нижней — колючки.

У рода Mamillaria ареолы па ранней стадии развития делятся на две части. Одна часть находится на сосочке, где образуются колючки, а другая часть (аксилла) — между сосочками, где образуются цветки и детки. У рода Coryphantha разъединение ареолы происходит на более поздней стадии, поэтому между двумя частями образуется бороздка. Ареолы бывают покрыты шерстью пли войлоком, который держится у одних кактусов долго, у других быстро опадает и ареолы становятся голыми. В аксиллах также может вырастать шерсть, щетинки или волоски.

Колючки являются лучшим украшением кактуса. Многими учеными доказано, что колючки являются результатом видоизменения листьев. Колючки по типу весьма разнообразны: волосовидные, щетинистые, шиловидные, игловидные и булавовидные. Они могут быть плоскими, гранеными, встречаются и «бумажные». По расположению колючки делятся на центральные и радиальные. Длина колючек варьируется от 1-2 мм до 25 см. Интересным образованием являются глохидии. Они располагаются в ареоле пучком, очень хрупкие, с микроскопическими крючками, которые при малейшем соприкосновении впиваются в кожу и обламываются. Наиболее важной функцией колючек является способность конденсировать влагу и через мельчайшие поры активно всасывать воду. Колючки также, рассеивая свет, защищают растения от палящего солнца и от животных.

Цветки кактусов одиночные, сидящие, обоеполые (но встречаются и исключения: Mamillaria dioica), обычно правильные, с более пли менее развитой цветочной трубкой. Цветочная трубка может быть голой (род Mamillaria), с чешуйками (род Gymnocalycium) мли с волосками, щетинками и колючками (рода Notocactus, Parodia и многих других). Все органы цветка имеют спиралевидное расположение. По своей форме цветки могут быть круглые, колокольчатой формы и трубкообразные. У родов Discocactus, Melocactus и некоторых других цветки образуются из пушистого образования на верхушке растения, называемого цефалий. Цветки кактусов раскрываются в зависимости от вида ночью. утром пли после полудня. На одном растении может быть сразу до 20-30 цветков (у родов Aylostera, Blossfeldia, Rebutia). У рода Mamillaria часто цветки зацветают венчиком. У рода Frailea цветки клейстогамные, т. е. они, часто не раскрываясь, образуют плоды. Самоопыляемые цветки у кактусов встречаются довольно часто.

Плоды кактусов — ягоды. Размер их колеблется я от нескольких миллиметров до нескольких сантиметров. Созревание плода в зависимости от рода продолжается от нескольких дней до нескольких месяцев. В одной ягоде бывает от двух-трех до нескольких сотен семян.

Кактусовые – многочисленное семейство, состоящее из суккулентов различных разновидностей, они различаются по форме, габаритам, климатическим предпочтениям. Но, всех их объединяет высокая устойчивость к разного рода изменениям и способность запасаться влагой, которая спасает эти растения от гибели даже во время самых долгих засух.

Кактусовые распространились по всей планете и встречаются на всех континентах с подходящим климатом. А там, где погодные условия теплолюбивым суккулентам не подходят, они активно выращиваются в горшках и кашпо в качестве комнатных цветов.

Растения весьма необычны, привлекают внимание суккулентоводов и удивляют своими свойствами и внешним видом. Кроме того, строение кактуса весьма специфично, что связано с их обитанием в суровом климате. Что же обеспечивает запасливость суккулентов, где слабое место этих «толстячков» и почему многие суровые с виду кактусы столь роскошно цветут?

Корневая система кактусов

Родина кактусов – засушливые и жаркие регионы Южной Америки и Африки. Поэтому большинство этих растения – ксерофиты, которые могут выносить столь суровых климат с частыми, длительными засухами. И корневая система играет в этой способности не последнюю роль, являясь сердцем пустынного обитателя.

Природа распорядилась таким образом, что корневище кактусов стало максимально функциональным и целесообразным «аппаратом», состоящим из двух частей – поверхностной и уходящей глубоко в землю. Развиваются они в зависимости от климата. Строение корневых систем кактусовых, растущих в разных климатических зонах, различается. Причем даже если растения относятся к одному виду, их корни могут выглядеть по-разному:

  • Короткие и тонкие корешки, вся подземная часть суккулента поверхностная – признак того, что почва, в которой растет кактус, содержит достаточно питательных веществ и влаги. Поэтому суккулент не тратит силы на развитие мощного корневища, получая все необходимое из грунта.
  • Развитая корневая система с длинными корешками – не получая необходимого количества воды и минералов, растение «бросает все усилия» на поиски жизненно важных элементов. Его подземная часть значительно вытягивается, извлекая даже минимальное количество минеральных солей.

Однако, до вод, находящихся под землей, этим длинные, толстоватые корешки добраться не способны, и в большей степени выполняют роль якоря.

Это интересно! Поверхностная часть корневища кактусов способна занимать площадь до 4-5 м2, а глубокие корни настолько крепко удерживают самые крупные экземпляры даже во время сильных ураганов.

У некоторых кактусовых корневая система реповидная или клубневая, имеющая специальное утолщение, в котором скапливается влага. Эта часть может достигать внушительных размеров и весить несколько килограмм. В природе встречаются экземпляры с 50-килограммовым утолщением, объемом до 60 см.

Суккулентоводы предупреждают – подобные экземпляры нуждаются во внимательном уходе, так как их объемный корень подвержен заболеваниям и гниению. Это относится к маммиллярии dawsonii, гимнокактусу мандрагора, neochilinia nаpina и другие.

Кактусы произрастают не только в пустынях, но также существуют тропические суккуленты, предпочитающие расти во влажных тропиках и субтропиках. Они являются эпифитными растениями, то есть растут, прикрепившись к более крепким деревьям и кустарникам. Однако, эпифиты не паразитируют, они добывают влагу из воздуха, пользуясь воздушной корневой системой.

Читайте также:  Как красиво посадить клубнику на даче фото

Подобные придатки могут появляться и у кактусов, которые не являются эпифитами – эхинопсисов, гимнокалициумов, корифант. Развиваются они, чаще всего, на детках – молоденьких отростках, которые, отпадая от «материнки», самостоятельно укореняются.

У некоторых разновидностей на корешках образуются почки, впоследствии превращающиеся в новые побеги. Эту особенность суккулентов активно используют кактусоводы, чтобы разводить определенные виды – трихоцереус макрогонус, миртиллокактус геометрический, нотокактус Отто, метельчатый, гимнокалициум proliferum.

Строение стебля кактусовых

В большинстве случаев стебель кактуса – это основная часть суккулента, превосходящая по размеру все его остальные элементы. Она выполняют важную функцию – содержит основной запас влаги, однако, чаще всего не выглядит как надутый шар, заполненный водой.

Чаще всего, стебли кактусов обладают плоской или цилиндрической формой, внутри они имеют зеленую мясистую сердцевину. Именно в этой части растения происходит образование продуктов фотосинтеза, питающих все ткани суккулента. Ведь у прочих растений за эту функцию отвечает листва, которая у кактусов либо полностью отсутствует, либо значительно рудиментирована.

Это интересно! Природа не зря лишила кактустовые листочков – они потребляют довольно много влаги, которая во время засух становится крайне ценным элементом функции же листвы успешно выполняет ствол. Он обзавелся скрытыми отверстиями, которые поглощают нужное количество углекислоты, необходимой для фотосинтеза.

В сердцевине суккулента концентрированная влага попадает в водопроводящие ткани – ксилемы, в которых она и хранится.

Стоит выпасть даже незначительным по объему осадкам, как широко разросшаяся поверхностная корневая система начинает напитываться водой из грунта, проводить ее по ксилеме и влага остается в мясистой части.

Сердцевина стебля содержит сок повышенной густоты и вязкости, также жидкость накапливается и в покровных тканях – эпидермисе и кутикуле.
Нередко стебли этих суккулентов обладают морщинистой поверхностью, что тоже неспроста, как оказалось, такие неровности нужны для дополнительного охлаждения тканей. Кроме того, благодаря складочкам площадь поверхности становится больше, а значит растение получает больше солнечных лучей, повышая фотосинтез.

Наверное, каждый кактусовод замечал, что у большинства этих экзотических экземпляров макушки стеблей покрыты бесцветными волосками. Их функция – отражать радиацию и защищать зону роста, обладающую повышенной чувствительностью, от перегревания.

Зачем кактусу колючки?

Чаще всего кактусы изображаются в виде округлого или вытянутого зеленого стебля, покрытого весьма недружелюбными колючками. Собственно, многие суккуленты из этого семейства так и выглядят и шипы считаются основным морфологическим признаком кактусов. Учитывая дефицит влаги в пустынных местностях, становится понятно, что таким сочных растениям, не имея шипов, не выжить. Поэтому то со временем их листва видоизменилась, истончилась и заострилась, однако, потеряв при этом способность фотосинтезировать.

Но, в виде иголок листочки оказались для растения более полезными, тем более что с их основной работой – осуществлением фотосинтеза, прекрасно справляется ствол.

Согласно морфологическому строению, колючки кактусов подразделяют на виды:

  1. Глохидии — тонкие, едва различимые шипы, по всей длине усеянные зазубринками. Отличаются хрупкостью. Они бывают только у перескиевых и опунциевых кактусов.
  2. Колючки, имеющие прямой кончик, могут быть прямыми или изогнутыми.
  • Напоминают по форме тоненькие иголки, твердые или мягкие, располагаются радиально или в центре.
  • Толстоватые, похожие на шило, прочные, приличной длины, расположены как и предыдущие.
  • Мощные, короткие, напоминающие наконечник копья или лезвие кинжала. Чаще находятся на центральной части, реже – радиально.
  • Конусообразные – небольшого размера, то крайне прочные.
Каковы же функции шипов?

На первый взгляд может показаться, что неприветливые колючки могут служить только лишь защитой кактусов от посягательств травоядных животных и птиц. Но ботаники копнули глубже, и выяснили, что их функциональность гораздо шире.

  1. Они существенно экономят жидкость, так как испарения ее с поверхностей значительно снижается.
  2. Защищают экземпляры от перегрева, отражая некоторое количество солнечных лучей.
  3. Крючковидные колючки, с загнутыми концами способствуют распространению растения – они зацепляются за любые поверхности и разносятся на более широкие расстояния.
  4. Освобождают от излишков тепла, ведь острые части колючек являются хорошими теплоизлучателями.
  5. Используя электростатические способности, шипы поглощают росу, образующуюся в воздухе во время температурных перепадов. Это их свойство ботаники считают самым необычным и важным для пустынных обитателей.

И естественно, колючие сочные суккуленты редко кто из животных решается употреблять в пищу.

Это интересно! Даже самые острые шипы не спасут растение от верблюдов. Эти «корабли пустыни» с удовольствием поедают джантак – растение из семейства бобовых, более известное как «верблюжья колючка». Естественно, что и кактусовые для них являются лакомством. У этих животных особым образом устроена ротовая полость – внутренняя поверхность щек имеет большое количество жестких уплотнений, а у языка она грубая и шершавая.

Опушка кактусов и ее предназначение

Помимо колючек, многие кактусы покрыты опушкой. Она не только повышает их декоративные свойства, но и является весьма полезным приобретением.

Волоски – это пучки тончайших полых сосудов, стенки которых состоят из эпидермальных тканей. Благодаря этому опушка способно активно поглощать даже мельчайшие частицы влаги из воздушных масс. Помимо этого, она защищает более тонкие и уязвимые ткани суккулента.

У многих растений, помимо кактусовых, опушение наблюдается в районе пазушных почек. Но у пустынных обитателей оно порой слишком обильное и практически окутывает всю верхнюю часть ствола.

Опушка также может быть ареольной, покрывая ареолы, аклиссы, бороздки и цефалии и неареольной – имеется лишь на крапинках или вокруг шипов.

Ареолы – характерная черта кактусовых

Если рассматривать особые признаки кактуса, то нельзя не отметить наличие у этих удивительных растений ареол – сильно видоизмененных боковых почек. Особенно заметны эти тонковолокнистые подушечки вокруг участка образования шипов у представителей рода перескиевые и опунциевые. А вот у цереусов почки ареолы находятся на ребрах или сосочках, они несут опушку и иголки.

Это важно!По наличию или отсутствию ареол кактусовые можно отличить от прочих, внешне похожих растений.

Измененные почки могут иметь различную форму и размер, причем не только у кактусов одного вида, в зависимости от возраста, но и на одном экземпляре. Молоденькие ареолы, расположенные на макушке, зачастую покрыты опушкой, полностью закрывающей эту часть суккулента.

Чаще всего в ареолах имеется некоторое количество меристематических (делимых) клеток, из которых появляются побеги, цветы, шипы. Сама меристема не перенимает аналогичную ткань зародыша, как и образовательная ткань стеблей – камбий, является частью вторичной меристемы.

Цветы и плоды суккулентов

В естественной среде цветут все кактусы – это природный способ размножения этих растений. В домашних условиях далеко не все виды вступают в цветение, но, опытные кактусоводы добились поразительных результатов, стимулируя своих подопечных искусственными методами. Сегодня не так много одомашненных суккулентов сопротивляются, дожидаясь более привычных условий.

Так как разновидностей кактусовых не одна сотня, можно ограничиться описанием цветения лишь самых распространенных из них, выращиваемых в комнатном цветоводстве:
• Маммиллярии
Период цветения приходится на конец весны – начало лета, но продолжаться он может в течение всего теплого времени года. Некоторые виды предпочитают цвести зимой, это относится к маммиллярии стройной.
Цветочки у этих кактусов небольшие, их диаметр всего 5-7 мм, однако, они образуют на макушке стебля роскошную корону. Их окраска может быть белоснежной, желтой, красной или кремовой.

Цветение всех разновидностей приходится на летнее время, причем чем меньше резервуар, в котором находится цветок, тем раньше можно ожидать появления цветов.
Астрофитумы умеют удивлять, выпуская очень крупные цветы, диаметр которых может достигать 8 см. Окраска лепестков в желтых тонах.

Начало цветения приходится на середину весны, а продолжаться оно может до сентября. Цветет суккулент очень обильно, нередко один членик покрывается 8-10 цветками. В диаметре они достигают 4-5 см, цвет зависит от вида.
Для того чтобы опунция зацвела в домашних условиях, владельцу необходимо потрудиться, так как делает это она весьма неохотно.

Менее капризные питомцы, зацветающие в мае-июне. А если цветовод окружает их заботой, то можно ожидать повторного цветения в начале осени. Цветы у цереуса крупные, благоухающие ванилью, распускаются ночью, все сразу или по очереди.

Цветет с мая до середины октября, но из-за недостатка естественного освещения процесс завершается значительно быстрее. На верхушке стебля завязываются бутоны, которые распускаются спустя несколько недель, превращаясь в большие, роскошные цветы. Не вянет эта красота в течение 1,5 недель.

Это лишь небольшая часть кактусовых, которые цветут достаточно эффектно.

Это интересно! У кактусов рода мелокактус и дискокактус имеется особый орган – цефалий, который образуется наверху стебля и выглядит как скопление пуха, щетинок, ворсинок. А вот у представителей рода Cephalocereus и Pilosocereus для этих целей образуется боковой псевдоцефалий.

Чаще всего встречаются кактусы обоеполые или опыляемые перекрестным методом. В естественной среде в распространении им помогает ветер, насекомые, птицы и животные.

Читайте также:  Когда можно случать крольчиху после родов

По завершении цветения у многих суккулентов завязываются сочные ягодки-плоды, реже плоды не имеют сочной мякоти. Существуют кактусы, плоды которых употребляются в пищу, это опунции, гилоцереусы, маммиллярии.

Количество в плодах семечек различно, у некоторых разновидностей их всего несколько штучек, тогда как есть и весьма плодовитые экземпляры, ягодки которых содержат более сотни крохотных семян.

Самые мелкие семена у пародий, блоссфельдий и стромбокактусов. А вот у опунций они не только достаточно большие, но и обладают очень прочной, твердой оболочкой. Хотя у большинства кактусовых она тоненькая, быстро разрушается.

Что касается всхожести, то чаще всего она сохраняется в течение 12-24 месяцев, и чем свежее материал, тем этот показатель выше. Исключениями являются цереусы и маммиллярии, их семечки могут взойти даже спустя 7-9 лет после сбора. Но самые «живучие» семена у roseocactus fissuratus, был зафиксирован случай, когда проросли семечки весьма преклонного, 30-летнего возраста.

Заключение

Эволюционный путь этих стойких растений непрост и природа максимально обеспечила кактусы самыми разными приспособлениями, помогающими выживать там, где другие гибнут. Поэтому-то кактусовые не выглядят однотипными зелеными шариками, содержащими ценную воду. Все оказалось сложнее и многофункциональнее.

Растение кактус – одно из самых загадочных на планете. Эти суккуленты способны месяцами обходиться без влаги и расти на беднейших почвах при полном отсутствии питательных веществ. Приспособительные признаки кактусов позволяют им не только выживать под палящим солнцем, но и цвести. В чем же состоит природная особенность кактусов, и в какой естественной среде они растут?

Где растут кактусы в природе: условия среды обитания

Родина колючего растения кактус (от греческого cactos) — Южная и Северная Америка. Центром формирования семейства все же считается Южная Америка, откуда они распространились на Североамериканский континент. Там, где растут кактусы, могут быть совершенно разные условия, ведь эти растения имеют огромную область распространения, охватывающую разные природные зоны. Это само по себе определяет большое разнообразие условий произрастания растений: климатических, зональных и почвенных. Кактусы заселяют тропические леса (эпифитными видами, растущими на стволах деревьев), саванны, различные типы пустынь и полупустынь, а в горах поднимаются до высоты 4500 м над уровнем моря. А где ещё растут кактусы в дикой природе? Большинство этих суккулентов приспособлено к жизни в пустынных условиях, с малым количеством осадков и резким перепадом температур от дня к ночи. Особенно жесткие условия среды обитания кактусов характерны для высокогорных пустынь с их отрицательными ночными температурами и перепадом между дневными и ночными температурами на поверхности почвы до 45°. На север ареал кактусов простирается до 56° с. ш., а на юг до 54° ю. ш. Крайних точек ареала достигают в основном представители подсемейства Опунцевые.

Среда обитания кактусов на континентах крайне неравномерна. Наибольшее видовое разнообразие характерно для Мексики, горных пустынь Перу, Чили, Аргентины и Боливии.

Одна из особенностей стебля кактуса заключается в том, что он растет из верхушки, где находится так называемая точка роста. За счет деления клеток в точке роста происходит прирост кактуса по диаметру и высоте. Большинство кактусов растет всю жизнь. Часть кактусов имеет конечный рост стебля. У таких кактусов деление в точке роста периодически прекращается, а из ареол появляются новые побеги. То есть, у стебля кактуса членистое строение. Нарушение точки роста прекращает рост стебля и способствует появлению боковых побегов. Этой особенностью строения кактуса иногда пользуются для вегетативного размножения растений путем срезания или высверливания точки роста. Стебель кактусов содержит до 96% воды. Большое количество воды, особенности строения стебля (наличие ребер, колючек, волосков) и особенности физиологии кактусов помогают им выжить в суровых условиях произрастания.

Ссылка на основную публикацию
Какой салат можно сделать из кукурузы консервированной
Кукуруза прекрасно сочетается с крабовыми палочками, колбасой, курицей, огурцами, фасолью и не только. Для приготовления салатов можно использовать и консервированную,...
Какого цвета минусовой провод
На сегодняшний день немыслим монтаж электрического кабеля без применения проводов в цветной изоляции. Такая маркировка проводников является острой необходимостью, так...
Какого цвета земля в трехжильном проводе
Для правильного соединения проводов используют их цветную маркировку, позволяющую быстро обнаружить нужный проводник в пучке. Но не все знают, как...
Какой сорт картошки лучше сажать
Картофель давно считается самой популярной культурой, выращиваемой в России. Рассмотрим в статье, какие сорта лучше всего выбирать, чтобы получить качественный...
Adblock detector