Америка — родина представителей семейства Cactaceae
Происхождение и эволюция семейства кактусовых, за исключением нескольких видов из рода Rhipsalis, географически неразрывно связаны с Америкой. От юго-западных штатов Канады, через всю западную часть США, Мексиканское нагорье, бескрайние массивы Анд Южной Америки вплоть до Бразильского плоскогорья и Патагонии — вот ареал их распространения в природе.
Естественно, что на такой огромной «жилой площади» кактусы растут в самых разных почвенно-климатических условиях, демонстрируя собой пример удивительной приспособляемости к среде, где порой не может выжить никакое другое растение.
Mammillaria capensis, например, произрастает на небольшом ареале тихоокеанского побережья Нижней Калифорнии в местах гнездований бакланов и пеликанов на почти чистейшем «гуано».
Tephrocactus (Austrocylindropuntia) floccosa из района перевала Тиклио в перуанских Андах вегетирует в течение всего года, но при этом регулярно в ночные часы омывается холодной влагой облачности, смешанной с пронизывающими ветрами высокогорья, и часто покрывается ледяной коркой.
Neochilenia (Eriosyce) iquiquensis, обитающая среди уступов Береговых хребтов северного Чили умудряется цвести и плодоносить в условиях изнуряющей жары и полного отсутствия атмосферных осадков, питаясь по утрам лишь призрачными остатками туманов «гаруа».
Должны были смениться тысячи поколений, прежде чем у видов, не погибших в борьбе за существование, развились и генетически закрепились признаки и свойства, которые помогли растениям приспособиться к экстремумам условий окружающей среды.
Кактусы — лишь один из примеров такой адаптации представителей американской флоры. Большинство их в засушливый период года впадает в состояние покоя, когда все жизненные функции почти полностью приостанавливаются, а стебли ряда миниатюрных видов при этом втягиваются в почву, что позволяет свести потери воды при транспирации до минимума. Многие кустарниковые и древовидные формы кактусов научились добывать необходимую для поддержания жизненных процессов воду глубоко уходящими в землю корнями.
Кактусы одинаково хорошо приспособились ко всем особенностям климатических условий, из пестрой палитры которых можно выделить основные, наиболее характерные климатические зоны ареала их проживания:
— еженочные, близкие к 0°С, температуры высокогорных районов Альтиплано и Пуны в Боливии, Чили и Перу, мексиканских пустынях Со-нора и Чиуауа, а также на плато Колорадо в США;
— ежедневные плюсовые температуры до 40°С во внутренних долинах и днищах каньонов Анд, а в калифорнийской Долине Смерти — до 57°С;
— явно выраженный засушливый период года, сопровождаемый чрезвычайно низкой относительной влажностью воздуха, когда редкие атмосферные осадки в виде дождей испаряются, так и не достигнув поверхности земли.
Наряду с этим в самой северной части ареала распространения кактусов Neobesseya (Escobaria) missouriensis из штатов Монтана и Северная Дакота, Coryphantha (Escobaria) vivipara из пограничных с Канадой территорий приспособились к условиям умеренных летних температур и холодных малоснежных зим, когда местами земля промерзает на глубину до 1 м. Кактусы из прибрежных областей юга Перу и северного Чили произрастают при полном отсутствии атмосферных осадков на протяжении года, но при постоянно высокой относительной влажности воздуха в течение нескольких часов ежедневно. Следует учитывать также, что даже в пределах одной климатической зоны на условия обитания в значительной степени влияют такие факторы, как расположение горных склонов по отношению к сторонам света и розе ветров, угол их освещенности, общественность вида кактусов, окружающий растительный покров и многие другие компоненты.
Нельзя забывать и об уровне световой энергии на местах произрастания кактусов. Большая часть высокогорных видов США и Мексики живут в условиях очень высокой интенсивности светового потока, а продолжительность светлого времени суток достигает в летний период 16 часов. Кактусы экваториальной зоны растут при стабильной в течение года смене светлого и темного времени суток. В столице Эквадора Кито солнце, как правило, во все времена года всходит в шесть часов утра и заходит ровно в шесть часов вечера. Есть в местах произрастания кактусов области, где большую часть светлого времени суток господствует сплошная облачность. К таким зонам относится район Лимы в Перу, Патагонское плоскогорье в Аргентине и области к югу от столицы Чили Сантьяго, а в низменных пампах Аргентины и Уругвая интенсивность светового потока ослабляется в сотни раз за счет насыщенности воздуха взвешенной пылью.
В ходе борьбы за выживание кактусам пришлось приспосабливаться и к почвам, на которых они произрастают. Это и стерильные почвы высокогорных пустынь Мексики и США, состоящие из размельченных горных пород с минимальным количеством гумуса в самых верхних слоях; это и почти чисто гравийный конгломерат выветрившихся пород лавового происхождения на днищах многих каньонов Мексики, Эквадора, Боливии; это и аллювиальные почвы высокогорных долин экваториальных областей, богатые гумусом, содержание которого до 12 % по объему проникает на глубину слоя до 30 см; это и воздухонепроницаемые, илистые, засоленные почвы замкнутых, не имеющих стока больсонов; это и пылевидные, богатые гумусом наносные почвы, скопившиеся под действием ветра и воды в трещинах и карманах скал; это и почвы с высоким содержанием фосфатов и нитратов в прибрежных районах гнездования птиц на юге Перу и в Нижней Калифорнии; это, наконец, и почти чистый гумус гилейных тропических лесов бассейна верховий Амазонки и Центральной Америки, где произрастает большинство эпифитных видов кактусов.
Состав почвы и содержание в ней влаги коренным образом влияют на формирование и функционирование корневой системы кактусов как в природе, так и при выращивании их в коллекциях.
Дефицит влаги, постоянно ощущаемый подавляющим большинством видов кактусов, выработал у них удивительную способность мгновенно реагировать на ее присутствие в почве и окружающем воздухе. Буквально все органы кактусов переключаются на режим приема. Колючки, щетинки, пух ареол, эпидермис стебля, корни — все нацелено на улавливание и запасание живительной влаги. Поражает способность иссушенных до предела в период засухи корней образовывать во влажной среде всего через несколько часов сосущие корешки. С другой стороны, «запрограммированный» избыток влаги может обернуться для кактусов настоящей трагедией. Немецкий инженер Ф. Патури считает, что «для многих видов реальной угрозой их дальнейшему существованию явилось бы уже устойчивое повышение температуры воздуха всего на полградуса при одновременном незначительном увеличении количества осадков. Например, цереусовидные кактусы погибли бы от чрезмерного поглощения ими влаги из воздуха даже при столь несущественном изменении климата. В условиях избытка влаги кактусы буквально переполняются водой, их оболочка не выдерживает и лопается».
И это не удивительно, потому как на севере Мексики, в Нижней Калифорнии, внутренних очаговых пустынях Пукьо, Чала, Наска в Перу, предгорьях чилийских Анд и пустыне Атакама среднегодовая норма осадков колеблется от 4 до 7 мм в год.
В то же время кактусы, произрастающие в саваннах Уругвая, северо-западных областях Бразилии и на юго-востоке аргентинской Пампы без особого труда выдерживают уровень осадков до 3000 мм, равномерно выпадающих в течение большей части года. Срединную между этими двумя противоположными полюсами позицию избрали кактусы аргентинских провинций Мендоса, Катамарка и отдельных областей Гран-Чако, где в пойме рек Рио-Бермехо и Пилькомайо в течение двух-трех недель выливается вся годовая норма осадков до 600 мм и растения долгое время стоят по «колено» в воде. Но, даже живя в таких, казалось бы, избыточно влажных условиях, кактусы ежедневно должны защищать себя от палящих лучей солнца и высоких круглосуточных температур.
Из всего растительного покрова нашей планеты процесс адаптации выбрал именно кактусы для наиболее удачного и рационального применения своих черт. Столетиями живя в труднейших для вегетации условиях, кактусы вырабатывали и развивали из поколения в поколение те признаки, которые определяют в настоящий момент их внешний вид и внутреннее содержание. Основным признаком, направленным против всех нападок климата, является, безусловно, форма наземной и, нередко, подземной части кактусов. Выработанная ими в процессе эволюции биоморфа в виде шара или колонны защищает стебли от чрезмерного перегрева, так как всегда половина тела остается в собственной тени. Почти все виды кактусов имеют, кроме того, отчетливо выраженное ребристое строение стебля, что значительно увеличивает процент его поверхности, защищенной от прямых солнечных лучей.
Защищаться от чрезмерной солнечной инсоляции кактусам помогает и их ближайшее окружение. Лишь немногие виды предпочитают открытые солнцу места. Это, как правило, «трудные» кактусы из родов Pediocactus и Sclerocactus, или же свечевидные гиганты, обогнавшие ростом все возможные укрытия. Большинство видов ищет естественную защиту во временной тени обломочных пород, периодически выгорающих трав, под сенью кустарников, низкорослых деревьев и своих более старших собратьев. Многие виды Frailea, Notocactus, Weingartia (Rebutia) и др. из травянистых саванн восточной Аргентины, Уругвая, Парагвая и юго-запада Бразилии страдают больше не от засух и палящих лучей солнца, а от быстро развивающихся в период дождей трав.
Зато эпифитные кактусы прекрасно чувствуют себя в глубокой тени тропических лесов. В экологическом смысле кактусам приходится искать защиту не только от солнечной инсоляции, леденящих, пронизывающих ветров высокогорья, но и таких внешних врагов, как животные и сам человек. Животные поедают незащищенные колючками сеянцы или вытаптывают их, человек травит кактусы сточными водами предприятий, вырубает или перепахивает места их жительства, высвобождая огромные площади под строительные объекты, транспортные магистрали и сельскохозяйственные угодья, охотится за ними, подчас истребляя всю популяцию, чтобы избавиться от конкуренции.
По данным «Международной организации по изучению суккулентных растений» (IOS) в природных условиях уже почти не встречается Lophophora, павшая жертвой культа пейот, Homalocephala (Echinocactus) texensis, ряд видов Sclerocactus, Pediocactus, дающих в естественных условиях очень малочисленное потомство. Предметом варварского уничтожения стали Маmmillaria egregia (lasiacantha v. egregia), M. cowperae (moelleriana), не успев возродиться, разграблены месторождения М. carmenae, прочесываются с помощью вертолетов последние изолированные популяцииUebelmannia в труднодоступных районах Бразилии. Сама природа тоже «не отстает».
Все более засушливым становится климат северных областей Чили, где многие виды кактусов находятся на грани вымирания. Разрушительные землетрясения и оползни стирают с лица земли тысячи взрослых растений в Мексике. Тем не менее, во многих районах Северной и Южной Америки сохранились настоящие плантации различных видов кактусов, в ряде областей они составляют неотъемлемую часть пейзажа, используются в хозяйственных и медицинских целях, служат предметом восхищения для неискушенных туристов.
Огромные собрания суккулентов в ботсадах Америки и Европы, а также создание под охраной государства специализированных кактусных заповедников на юге Аризоны и в горах Биг-Бенд (Техас) — прямое доказательство тому, что суккулентная флора достойна внимания и защиты со стороны человека.