Почему кактусы растут только в пустыне?

К чему не может приспособиться?

К каким условиям внешней среды кактус не приспособлен и как это объясняется?

1. «Колючки» не любят большое количество солнца. Только 70% видов растения нормально реагируют на него, оставшиеся – предпочитают притемненные места. Это является первой проблемой для растения.Не стоит высаживать кактус под солнцем или ставить на подоконник, где много света. Самым верным местом для домашнего выращивания будут восточные части помещения, где солнечные лучи сменяются тенью.
2. Скачки температур – вторая сложность для роста и развития. Границы приемлемых температур: от -10 до +35С (при условии, что температура будет меняться постепенно). Если скачек будет резкой, растение умрет.
3. Избыток влаги – третья опасность. Если влаги много, появляются бактерии и грибки. Лучше больше проветривать помещение (как минимум 1 раз в день), где стоит «колючка».

Кактус – древнейшее экзотическое растение. Эти «колючки» отличаются необычным внешним видом, мясистым строением, уникальными цветами. Благодаря этому растение – частый обитатель флористических коллекций. К окружающей среде кактусу позволяет приспособиться корень, стебель, колючки и цветы. Встретить вид можно по всему миру: от гор до пустынь.

Как заставить cactus зацвести?

Про кактус некоторые любители-цветоводы говорят, что заставить его сформировать цветок – дело сложное. Колючее южное растение зацветет, но для этого нужно соблюдать ряд нехитрых правил:

Не следует менять положение горшка, подставляя культуру под солнечные лучи разными сторонами. Да, так может искривиться стебель, но зато вероятность увидеть цветение гораздо выше.
Протирая растение от пыли, нельзя повредить колючки

После такой «экзекуции» колючий питомец может передумать цвести.
Почву рыхлить осторожно, стараясь не задеть и не повредить корни.
В осенне-зимний период количество поливов нужно свести к минимуму. Одного полива в месяц будет достаточно.
В зимние холода культура должна находиться в прохладном помещении в полумраке
Это наиболее важное условие, без которого заставить кактус цвести просто невозможно.
Когда на стебле сформировался бутон, запрещено комнатный cactus пересаживать или удобрять

При таких манипуляциях он быстро сбросит бутоны.

Если все правила соблюдены, то цветение придется на летние месяцы, обычно цветы раскрываются в июле.

Корневая система растений пустыни

Типичное пустынное растение имеет глубокую корневую систему, которая представляет собой специфический физический механизм. По мере роста корней глубоко в почву, они поглощают грунтовые воды, которые впоследствии насыщают влагой верхние части растения. Виды растений, приспособившиеся к экстремальным условиям окружающей среды при помощи очень длинных корней, называются фреатофиты (например, мескитовое дерево с корнями более 20 метров в длину). В противоположность фреатофитам, некоторые растения, включая кактус имеют маленькие корни, которые простираются в радиальном направлении, чтобы поглотить как можно больше влаги, насколько это возможно во время сезонных дождей. Некоторые ксерофиты действительно имеют как радиальные, так и глубокие корневые системы поглощающие влагу.

Стебель растений пустыни

Одной из самых важных характеристик растений в засушливой среде обитания является их способность хранить воду в любой из частей тела — корне, стебле и листьях. Возьмем в качестве примера кактус; они запасают влагу в зеленых, сплюснутых, сочных стеблях под названием филлокладий. Эти стебли, выполняют фотосинтез для производства продуктов питания и функционируют таким же образом, как листья большинства видов растений. Они также имеют толстый слой воскового покрытия, которое помогает дольше сохранять влагу, и защищает растения от зноя. Согласно исследованиям эволюции растений, как полагают, кактус является ксерофитной версией семейства розовые.

Листья растений пустыни

Пустынные растения имеют небольшие листья с восковым покрытием, чтобы свести к минимуму процесс транспирации (потеря воды через поры), что в свою очередь, помогает экономить жизненно необходимую влагу. Листва суккулентов (растения обладающие специальными тканями для удержания воды) служит еще одним примером адаптации для хранения влаги. Кроме того, поры некоторых ксерофитов остаются закрытыми в дневное время и открываются ночью, тем самым снижая скорость транспирации. Кактусы не имеют настоящих листьев. Скорее всего, их функцию выполняют колючие шипы для уменьшения потери влаги и защиты от животных. Помимо кактусов, многие другие виды растений приспособились к жизни в пустыне с помощью колючек.

Даже если растения требуют оптимальных условий для роста в среднем диапазоне, они развивают определенные адаптивные свойства, чтобы выжить в существующей среде. Многолетние растения в сухой среде обитания остаются неактивными в течение жарких сухих периодов и становятся активными с наступлением сезона дождей. В то время как однолетние растения поглощают воду от дождя и завершают свой жизненный цикл очень быстро. Главная проблема, угрожающая пустынной растительности является потеря азота из почвы из-за увеличения засушливости.

Распространение.

Родина кактусов – континентальная и островная Америка. Они встречаются от Пис-Ривер в Канаде до Патагонии и Огненной Земли и от островов Галапагос до Вест-Индии. Богаче всего видами и жизненными формами кактусовых Мексика. В США кактусовых особенно много в Техасе, Аризоне и Нью-Мексико, хотя естественный ареал семейства охватывает почти все штаты, за исключением Гавайев, где кактусы натурализовались после интродукции. Множество красивых и причудливых видов произрастает в Южной Америке, причем в высокогорьях Анд встречаются, вероятно, наиболее интересные их формы. Некоторые кактусы натурализовались в Китае, Индии и Средиземноморье. Некоторые виды опунции, интродуцированные в Австралию, стали там злостными сорняками, для борьбы с которыми пришлось завозить из Южной Америки аргентинскую моль.

Тонковетвистый эпифитный кактус Rhipsalis в диком виде произрастает на западе Африки, Мадагаскаре и в Шри-Ланке. Считается, что он занесен туда в древности птицами или человеком.

Интересное о кактусах

Влага, которую кактусы запасают внутри ствола, пригодна для питья. Вероятно, колючие обитатели пустыни не раз спасали от жажды путешественников.

В некоторых странах кактусы — почти неотъемлемая часть национальной кухни и жизни. Хозяйки нашли достойное применение этим растениям:

• из них варят варенье, джемы и компоты;
• маринованные кактусы добавляют в салаты;
• тушат вместе с мясом, получая необыкновенное вкусное и нежное рагу;
• добавляют в вино для придания приятного оттенка вкусу и нежного аромата;
• делают ликеры и пиво;
• красивыми кактусами украшают блюда;
• засахаренные ломтики кактуса — одна из самых любимых сладостей жителей Мексики.

И, конечно же, их едят и сырыми!

Кактусы пришлись по вкусу не только людям, но и животным. Находчивые мексиканские фермеры кормят ими коров (разумеется, сначала вынув из растений колючки), ведь благодаря высокому содержанию влаги, которую запасают растения, удои молока увеличиваются.

Они служат не только эстетическим и гастрономическим интересам людей, но также обладают массой целебных свойств. В их числе способности:

• восстанавливать водный баланс в организме человека;
• укреплять стенки кровеносных сосудов;
• улучшать кровообращение, замедлять окисление жиров;
• препятствовать возникновению атеросклероза;
• снимать похмельный синдром.

Кроме того, кактусовый сок признан мощнейшим антиоксидантом. Однако не вся информация о кактусе правдива. То, что любимый во всем мире алкогольный напиток Текила готовится из данного растения — не более, чем распространенный миф. Голубая Агава не относится к кактусовым.

Корни кактуса Lophophora williamsii, или мексиканского петлевого кактуса, индейцы использовали для приготовления напитка, обладающего анестезирующим и кровоостанавливающим эффектом. Кроме того, этот напиток обладал и галлюциногенными свойствами (из-за содержащегося в нем алкалоида мескалина), так что его использовали и шаманы, чтобы достичь состояния транса.

Кроме, приведенных выше сведений, в литературе и научных докладах можно встретить еще немало интересных фактов о кактусах. К ним относятся следующие их особенности:

Где обитает растение?

Кактусы можно встретить по всему миру:

• в тропических лесах;
• в саваннах;
• в пустынях и полупустынях;
• в горах до высоты 4,5 км выше уровня моря.

Подробнее о среде обитания кактусов:

1. Горы. В горных массивах растение получает солнечное облучение, на него влияют резкие скачки температуры и сильные ветра. Почва в горах не может долгое время контролировать уровень влаги. К горным видам относится:
   • маммилярия;
   • необессия;
   • эскобария;
   • телокактус.

   Шаровидное строение и короткоцилиндрические стебли помогают видам выживать в горных условиях.

2. Пустыня. В пустынях живут те представители вида, которые не имеют листьев. Это необходимо для экономии «драгоценной» влаги. Пустынные жители отличаются ребристым стеблем и длинными колючками. Именно в пустынях растут самые стойкие и не привередливые виды так они приспособились к жизни в этой среде:
   • эхинопсис;
   • астрофитум;
   • опунция.
3. Леса и джунгли. В этой местности кактусы выступают в роли паразитов, живут они на стеблях других растений. Это род Шлюмбергера, Эпифиллюм. Селятся на кронах крупных деревьев.
4. Домашние условия. В искусственно созданной среде обитания может расти большинство видов. Основное условие ухода – правильный полив, контроль температуры и подкормка. Но в отличие от природных условий, дома кактусы будут отличаться меньшими размерами и менее пышным цветением (либо его отсутствием).

Биом пустыни

Элементарным примером флоры пустыни является кактус. Мы часто визуализируем несколько тернистых кактусов при одном упоминании о пустынном биоме. Действительно, определенные виды кактуса составляют преобладающее число видов среди растений пустынных районов. К другим растениям пустыни относятся: энцелия мучнистая, прыгающая чолья, дерево Джошуа, юкка, аризонское железное дерево и креозотовый куст. Эти растения являются ксерофитами и имеют адаптивные способности, несущие ответственность за их выживание в засушливых условиях окружающей среды, в которых другие растения не способны выжить.

Особенности внешнего и внутреннего строения: что помогает приспосабливаться и как?

Какие есть у кактуса приспособления к среде обитания, к примеру, предотвращающие перегрев растения?

Кактус имеет мясистый стебель и уплотненный эпидермис, что позволяет ему выживать в регионах, где практически нет воды.

Именно в эпидермисе растение накапливает влагу, чтобы воспользоваться ей в период засухи.

Во избежание испарения кактус имеет налет в виде воска на стебле, ребристую поверхность и колючки. Многие виды являются обладателями массивной корневой системы, которая прорастает глубоко в землю. Она также может разрастаться и на поверхности земли, при этом помогая всему растению питать влагу.

• Корневая система. При помощи особого строения корневой системы кактусы могут легко и быстро приспосабливаются к среде обитания. Какие же есть приспособительные признаки у корней? Большинство видов растения имеет уплотненный стержневидный корень. Уходя глубоко в почву, он создает вспомогательные корневые нити, делая при этом корневище более прочным. Здесь также скапливается влага и полезные элементы. Утреннюю росу тонкие корешки втягивают в себя даже на глубине до 20 см.
• Стебель. У разных видов бывают разные стебли. Существуют такие виды:
  1. Наземный побег.
  2. Деревянистый стебель.
  3. Сочная, мясистая основа без листьев.

  Как стебель кактуса приспособился к среде обитания, к примеру, к жизни в пустыне? Стебель содержит хлоропласты с хлорофиллом, они распадаются, ускоряя процесс фотосинтеза. Происходит все это в ночное время суток – это основное отличие кактуса от остальных растений. Покрыты стебли кожицей, которая обеспечивает надежную защиту от агрессивного внешнего воздействия. На 95% стебель состоит из воды, что позволяет видам выживать в самых засушливых условиях.

  На стебле кактуса находятся зачатки листьев (ребра, бугорки, сосочки с колючками). Эти элементы защищают растение от активного солнечного воздействия, образуя вокруг кактуса немного тени.

• Ареолы (колючки). Бывают различной формы, размеров и цветов. С их помощью кактус насыщается влагой из окружающей среды. Другая функция ареол – защита стебля от перепадов температур то есть эти его приспособления предотвращают перегрев, а также защищают растение от животных.
• Цветы. Бывают обоеполые, сидячие, трубчатые. Самый большой цветок у Многокорешкового Гилоцереуса (составляет 30 см). Цветение длится от пары минут до целой недели. Через цветы происходит размножение, распространение и сохранение вида.

Распространение.

Родина кактусов – континентальная и островная Америка. Они встречаются от Пис-Ривер в Канаде до Патагонии и Огненной Земли и от островов Галапагос до Вест-Индии. Богаче всего видами и жизненными формами кактусовых Мексика. В США кактусовых особенно много в Техасе, Аризоне и Нью-Мексико, хотя естественный ареал семейства охватывает почти все штаты, за исключением Гавайев, где кактусы натурализовались после интродукции. Множество красивых и причудливых видов произрастает в Южной Америке, причем в высокогорьях Анд встречаются, вероятно, наиболее интересные их формы. Некоторые кактусы натурализовались в Китае, Индии и Средиземноморье. Некоторые виды опунции, интродуцированные в Австралию, стали там злостными сорняками, для борьбы с которыми пришлось завозить из Южной Америки аргентинскую моль.

Тонковетвистый эпифитный кактус Rhipsalis в диком виде произрастает на западе Африки, Мадагаскаре и в Шри-Ланке. Считается, что он занесен туда в древности птицами или человеком.

Черепахи

Уникальные по своему строению пресмыкающиеся — это черепахи. Туловище животных находится в плотном панцире, покрытом кожей или роговыми щитками. Он немного напоминает скорлупу, так как состоит из верхней и нижней части.

Черепаха не просто расположена внутри панциря, она представляет с ним единое целое. Верхняя часть «каркаса» срослась с позвоночником животного, нижняя часть образована ключицей и брюшными ребрами. Черепаху невозможно вытащить из «дома» не покалечив её.

В случае опасности животное прячет голову и конечности внутрь. Как проявляется относительный характер приспособленности в этом случае? Хищники не могут разгрызть панцирь или выковырять черепаху из него. Но орлы поднимают ее высоко над землей, отпускают, чтобы панцирь разбился, а затем съедают свою добычу.

Представители флоры пустыни: фото и описание

Познакомимся с некоторыми типичными представителями пустынной флоры поближе.

Солянка

Известно много видов солянки, и основная их часть является однолетними травами. Древесные виды – это в основном мелкие (0,5 м), средние (1-1,5 м), крупные кустарники (1,5-3 м) и мелкие деревья (до 3-5 м высотой). Самые крупные виды солянки – это солянка Рихтера и солянка Палецкого.

Солянка Рихтера

Верблюжья колючка

Растение пустыни верблюжья колючка (джантак или янтак) – это многолетний кустарник семейства Бобовые.

Растение переносит жару благодаря своим корням, которые достигают уровня глубоко залегающих грунтовых вод. Если же эти водные артерии перемещаются, верблюжья колючка погибает.

Сагуаро

Самым впечатляющим представителем пустынной флоры является гигантский кактус сагуаро, который может достигать в длину 15-18 м.

В период короткого, но очень интенсивного цветения на верхушке стебля сагуаро распускается более сотни цветов.

Белая полынь

Белая полынь (кандым) – среднего и крупного размера кусты и маленькие деревья высотой до 5 м, обычно многоствольные.

При засыпании песком образуют придаточные корни. Укореняясь таким образом, они закрепляют песок, вокруг куста собирается все больше песка и образуется бугор, скелет которого состоит из кандыма. Высота таких кустов-бугров может достигать 5 м. Растет быстро, особенно в ширину, занимая большие площади.

Алоэ

Алоэ – растения семейства Асфоделовых родом из Африки, где они вырастают высокими деревьями с искривленным стволом.

Растение хранит воду в своих толстых, вощеных листьях. На 94% листья алоэ состоят из воды.

Песчаная акация

Это дерево или большой куст высотой до 5-8 м встречается в песчаных пустынях.

Красивое, но и невероятно колючее растение с серебристыми листьями. Растет в незакрепленных песках, образует небольшие рощицы. Имеет как стержневые, так и поверхностные горизонтальные корни, далеко отходящие от дерева и хорошо укрепляющие песок.

Соляноколосник (карабарак)

Это куст высотой до 2-2,5 м. Растет в сильно засоленных местах, солончаках. Среди древесных растений по солеустойчивости занимает первое место. Если его пересадить в незасоленное место, из-за нехватки солей в почве он погибнет.

Тамарикс (гребенщик)

Известно много видов тамарикса. Обычно это высокие кусты до 3 м, иногда встречаются и деревья до 8 м.  Разные виды растут по пустыням, образуя как чистые, так и смешанные заросли. Так, по пескам растет гребенщик Андросова, по краям солончаков и в сильнозасоленных местах растут гребенщики рыхлые и щетинистые, по малозасоленным местам – гребенщик ветвистый.

Тамариксы встречаются одиночными деревьями, иногда могут образовывать густые заросли. Обычно растут в местах с близким расположением грунтовых вод.

Чингиль (чемыш)

Очень колючие кусты высотой до 3 м, образуют густые заросли. Хорошо растут при близком расположении грунтовых вод.

Чингиль очень красив во время цветения. Цветы розовые, фиолетовые, белые. Очень хороший медонос.

Эфедра шишконосная

Это хвойный многоствольный кустарник высотой до 2 м; сильноветвистый, с серой корой.  Молодые ветки зеленые и имеют супротивные листочки до 2 мм. Растение вечнозеленое.

Эфедра хорошо приспособлена к засухе, высоким летним температурам и нетребовательна к почвам.

Саксаул

Саксаул – одно из немногих деревьев, которое может расти в пустынях. Существует несколько разновидностей этого растения, но наиболее известны саксаул черный и саксаул белый.

Саксаул белый

Черный саксаул может достигать высоты 10-12 м, белый обычно не вырастает выше 3-4 м.

Саксуал – очень засухоустойчивое и жароустойчивое растение пустыни, хорошо приспособленное к произрастанию на бугристых и грядовых песках с глубокими грунтовыми водами.

Где обитает растение?

Родиной вида является Америка. Но это растение экологически пластично. Это свойство позволяет ему приспосабливаться практически к любым климатическим зонам.

Кактусы можно встретить по всему миру:

• в тропических лесах;
• в саваннах;
• в пустынях и полупустынях;
• в горах до высоты 4,5 км выше уровня моря.

Подробнее о среде обитания кактусов:

1. Горы. В горных массивах растение получает солнечное облучение, на него влияют резкие скачки температуры и сильные ветра. Почва в горах не может долгое время контролировать уровень влаги. К горным видам относится:
   • маммилярия;
   • необессия;
   • эскобария;
   • телокактус.

   Шаровидное строение и короткоцилиндрические стебли помогают видам выживать в горных условиях.

2. Пустыня. В пустынях живут те представители вида, которые не имеют листьев. Это необходимо для экономии «драгоценной» влаги. Пустынные жители отличаются ребристым стеблем и длинными колючками (о том, как не уколоться кактусом и что делать, если это произошло, читайте тут). Именно в пустынях растут самые стойкие и не привередливые виды так они приспособились к жизни в этой среде:
   • эхинопсис;
   • астрофитум;
   • опунция (об опунции и агаве можно узнать тут, а об опунции мелковолосистой рассказано здесь).
3. Леса и джунгли. В этой местности кактусы выступают в роли паразитов, живут они на стеблях других растений. Это род Шлюмбергера, Эпифиллюм. Селятся на кронах крупных деревьев.
4. Домашние условия. В искусственно созданной среде обитания может расти большинство видов (о том, как растут кактусы и что делать, если цветок не развивается, рассказано в этом материале). Основное условие ухода – правильный полив, контроль температуры и подкормка. Но в отличие от природных условий, дома кактусы будут отличаться меньшими размерами и менее пышным цветением (либо его отсутствием). О видах кактусов и о выращивании их в домашних условиях читайте тут.

Происхождение.

Вероятно, кактусовые как группа возникли на лесных опушках Южной Америки или Вест-Индии, а их примитивные формы развивались в этих двух регионах независимо друг от друга. Их предками были, скорее всего, достаточно влаголюбивые растения с хорошо развитыми листьями, возможно, лианы. Они, несомненно, несколько напоминали самый примитивный современный род этого семейства – Pereskia.

В результате геологических процессов климат в местах произрастания древних кактусовых стал значительно суше. Растения, не сумевшие адаптироваться к изменившимся условиям, вымерли, а кактусовые выжили за счет частичной или полной редукции листьев. Постепенно появились их новые причудливые жизненные формы, во многих случаях ставшие суккулентными.

Листья растений пустыни

Пустынные растения имеют небольшие листья с восковым покрытием, чтобы свести к минимуму процесс транспирации (потеря воды через поры), что в свою очередь, помогает экономить жизненно необходимую влагу. Листва суккулентов (растения обладающие специальными тканями для удержания воды) служит еще одним примером адаптации для хранения влаги. Кроме того, поры некоторых ксерофитов остаются закрытыми в дневное время и открываются ночью, тем самым снижая скорость транспирации. Кактусы не имеют настоящих листьев. Скорее всего, их функцию выполняют колючие шипы для уменьшения потери влаги и защиты от животных. Помимо кактусов, многие другие виды растений приспособились к жизни в пустыне с помощью колючек.

Даже если растения требуют оптимальных условий для роста в среднем диапазоне, они развивают определенные адаптивные свойства, чтобы выжить в существующей среде. Многолетние растения в сухой среде обитания остаются неактивными в течение жарких сухих периодов и становятся активными с наступлением сезона дождей. В то время как однолетние растения поглощают воду от дождя и завершают свой жизненный цикл очень быстро. Главная проблема, угрожающая пустынной растительности является потеря азота из почвы из-за увеличения засушливости.

Особенности внешнего и внутреннего строения: что помогает приспосабливаться и как?

Какие есть у кактуса приспособления к среде обитания, к примеру, предотвращающие перегрев растения?

Кактус имеет мясистый стебель и уплотненный эпидермис, что позволяет ему выживать в регионах, где практически нет воды.

Именно в эпидермисе растение накапливает влагу, чтобы воспользоваться ей в период засухи.

Во избежание испарения кактус имеет налет в виде воска на стебле, ребристую поверхность и колючки. Многие виды являются обладателями массивной корневой системы, которая прорастает глубоко в землю. Она также может разрастаться и на поверхности земли, при этом помогая всему растению питать влагу.

• Корневая система. При помощи особого строения корневой системы кактусы могут легко и быстро приспосабливаются к среде обитания. Какие же есть приспособительные признаки у корней? Большинство видов растения имеет уплотненный стержневидный корень. Уходя глубоко в почву, он создает вспомогательные корневые нити, делая при этом корневище более прочным. Здесь также скапливается влага и полезные элементы. Утреннюю росу тонкие корешки втягивают в себя даже на глубине до 20 см.
• Стебель. У разных видов бывают разные стебли. Существуют такие виды:
  1. Наземный побег.
  2. Деревянистый стебель.
  3. Сочная, мясистая основа без листьев.

  Как стебель кактуса приспособился к среде обитания, к примеру, к жизни в пустыне? Стебель содержит хлоропласты с хлорофиллом, они распадаются, ускоряя процесс фотосинтеза. Происходит все это в ночное время суток – это основное отличие кактуса от остальных растений. Покрыты стебли кожицей, которая обеспечивает надежную защиту от агрессивного внешнего воздействия. На 95% стебель состоит из воды, что позволяет видам выживать в самых засушливых условиях.

  На стебле кактуса находятся зачатки листьев (ребра, бугорки, сосочки с колючками). Эти элементы защищают растение от активного солнечного воздействия, образуя вокруг кактуса немного тени.

• Ареолы (колючки). Бывают различной формы, размеров и цветов. С их помощью кактус насыщается влагой из окружающей среды. Другая функция ареол – защита стебля от перепадов температур то есть эти его приспособления предотвращают перегрев, а также защищают растение от животных.
• Цветы. Бывают обоеполые, сидячие, трубчатые. Самый большой цветок у Многокорешкового Гилоцереуса (составляет 30 см). Цветение длится от пары минут до целой недели. Через цветы происходит размножение, распространение и сохранение вида.

Приспособленность растений пустыни

Нет никаких четких доказательств эволюции адаптационных особенностей пустынных растений. На самом деле, у нас вообще нет ископаемых останков кактуса, несмотря на их широкое распространение. Следовательно, по-прежнему неизвестно, когда эти растения выработали свою приспособленность к условиям пустыни. Ученые считают, что они приобрели определенные адаптационные функции еще миллионы лет назад, в ответ на изменение окружающих условий. Другими словами, они вынуждены были развить приспособления для роста в наименее благоприятных условий. Как только начинается дождь, растения в сухих регионах планеты начинают быстро прорастать, расти, цвести и приносить плоды, завершив тем самым жизненный цикл за очень короткий временной период. Дальше рассмотрим некоторые приспособленческие особенности, позволяющие растительному миру процветать в пустыне.