Кактус является членом семейства , которое включает в себя около 127 родов и около 1750 известных видов. Слово «кактус» происходит от латыни, названия, первоначально использованного Феофрастом для колючего растения, чья идентичность не определена.
Кактусы встречаются в широком диапазоне форм и размеров. Большинство кактусов живут в местах обитания, подверженных хотя бы некоторой засухе. Многие живут в крайне сухих условиях, даже находясь в пустынях. Кактусы показывают много приспособлений для сохранения воды. Почти все кактусы являются суккулентами, то есть имеют утолщенные мясистые части, приспособленные для хранения воды. В отличие от многих других суккулентов, стебель является единственной частью большинства кактусов, где происходит этот жизненно важный процесс. Большинство видов кактусов потеряли настоящие листья, сохранив только колючки, которые являются сильно модифицированными листьями. Помимо защиты от травоядных животных, шипы помогают предотвратить потерю воды, уменьшая поток воздуха вблизи кактуса и обеспечивая некоторую тень. При отсутствии листьев увеличенные стебли осуществляют фотосинтез.
Кактусы являются родными для Северной и Южной Америки, начиная от Патагонии на юге и заканчивая частями западной Канады на севере.
Колючки кактуса производятся из специализированных структур, называемых ареолами, разновидностью сильно редуцированной ветви. Ареолы являются отличительной чертой кактусов. Как и колючки, ареолы дают начало цветкам, которые обычно бывают трубчатыми и многоярусными. Многие кактусы имеют короткие вегетационные периоды и длительные периоды покоя, способны быстро реагировать на любые осадки, чему способствует обширная, но относительно мелкая корневая система, которая быстро поглощает любую воду, достигающую поверхности земли.
Стебли кактуса часто ребристые или рифленые, что позволяет им легко расширяться и сжиматься для быстрого впитывания воды после дождя, сопровождаемого длительными периодами засухи. Как и другие суккулентные растения, большинство кактусов используют специальный механизм, называемый «метаболизм толстой кислоты», как часть фотосинтеза. Во время которой углекислый газ поступает в растение и выходит из воды, не происходит в течение дня в то же время, что и фотосинтез, а происходит ночью. Растение накапливает углекислый газ, который он принимает, в виде яблочной кислоты, сохраняя его до возвращения дневного света, и только затем используя его для фотосинтеза. Поскольку транспирация происходит во время более прохладных, более влажных ночных часов, потеря воды значительно уменьшается.
Многие меньшие кактусы имеют стебли в форме шара, сочетающие в себе максимально возможный объем для хранения воды и минимально возможную площадь поверхности для потери воды в результате транспирации. Самый высокий отдельно стоящий кактус, с максимальной зарегистрированной высотой 19,2 м (63 фута), а самый маленький только около 1 см (0,4 дюйма) в диаметре в момент созревания.
Говорят, что полностью выросший сагуаро способен поглощать до 200 галлонов США воды во время ливня. Несколько видов значительно отличаются по внешнему виду от большинства семейства. По крайней мере, внешне растения рода напоминают другие деревья и кустарники, растущие вокруг них. У них устойчивые листья, а в старшем возрасте покрытые корой стебли. Их ареолы идентифицируют их как кактусы, и, несмотря на их внешний вид, они также имеют много приспособлений для сохранения воды. Переския считается близкой к исконному виду, из которого произошли все кактусы. В тропических регионах другие кактусы растут как лесные альпинисты. Их стебли, как правило, сплюснуты, почти похожи на листья, с меньшим количеством или даже не имеют колючек, таких как хорошо известный рождественский кактус или кактус благодарения.
У кактусов есть множество применений: многие виды используются в качестве декоративных растений, другие выращиваются для корма, а другие - для еды (особенно их фрукты). Кошениль является продуктом насекомого, которое живет на некоторых кактусах.
Многие суккулентные растения как в старом, так и в новом свете имеют поразительное сходство с кактусами и могут ошибочно называться «кактусами» в обычном употреблении.
Стебли
Безлистный колючий стебель является характерной чертой большинства кактусов. Стебель обычно сочный, то есть он приспособлен для хранения воды. Поверхность стебля может быть гладкой или покрыта выпуклостями различных видов, которые обычно называют туберкулами. Они варьируются от небольших «выпуклостей» до заметных, похожих на соски форм, а наросты почти как листья. Стебель также может иметь ребристую или рифленую форму. Выраженность этих ребер зависит от того, сколько воды хранится в стебле: при полном заполнении (до 90% массы кактуса может составлять вода), ребра могут быть почти незаметны на набухшем стебле, тогда как когда кактус короткий воды и стебли сжимаются, ребра могут быть очень заметны.
Стебли большинства кактусов имеют оттенок зеленого, часто голубоватого или коричневато-зеленого цвета.
Ареолы
Ареолы - это структуры, уникальные для кактусов. Хотя они изменчивы, они обычно выглядят как шерстистые или волосатые участки на стеблях, из которых появляются шипы. Цветы также производятся из ареол. У безлистных кактусов ареолы часто несут на возвышенных участках стебля, где были бы основания листьев.
Ареолы - узкоспециализированные и очень уплотненные побеги или ветви. В нормальном побеге узлы, несущие листья или цветы, были бы разделены длинами стебля. В ареоле узлы расположены так близко друг к другу, что образуют единую структуру. Ареола может быть круглой, вытянутой в овальную форму или даже разделенной на две части; две части могут быть визуально соединены каким-либо образом или могут быть совершенно отдельными. Часть ближе к верхушке стебля производит цветы, другая часть колючки. Ареолы часто имеют многоклеточные волоски, которые придают ареоле волосатый или шерстяной вид, иногда различного цвета, например желтого или коричневого.
У большинства кактусов ареолы производят новые колючки или цветы только в течение нескольких лет, а затем становятся неактивными. Это приводит к относительно фиксированному количеству колючек, причем цветы образуются только из концов стеблей, которые все еще растут и образуют новые ареолы. В роду, близком к предку кактусов, ареолы остаются активными гораздо дольше.
