Общая характеристика строения кактусов
У кактусов в стеблях не только запасается влага, но и происходит фотосинтез. Соответственно в них содержится зеленый пигмент хлорофилл, определяющий окраску растений. Но поверхность стеблей кактусов далеко не всегда чисто-зеленая, поскольку ее цвет связан с наличием и других пигментов, а также с развитием защитного налета на кожице. Поскольку окраска стеблей весьма разнообразна, ее также приводят в диагностических описаниях. Поверхность стеблей кактусов обычно покрыта бугорками или ребрами. Их количество, размеры, форма, расположение являются важными таксономическими признаками.
У очень многих кактусов стебель ветвится. При этом боковые отростки могут быть редкими или очень обильными; они появляются в самом основании стебля или ближе к верхушке. Эти признаки также используются при характеристике отдельных видов кактусов.
Общеизвестно, что у кактусов есть колючки. Однако есть виды, совершенно их лишенные. А вот что действительно характерно для всех кактусов (и только для них), так это ареолы. Ареолы представляют собой видоизмененные почки. Они имеют вид пятен, равномерно распределенных по поверхности стебля. Именно из них вырастают колючки, а у большинства видов — еще цветки и боковые побеги. Форма, размер, окраска, степень опушенности ареол — важнейшие признаки, по которым определяют кактусы.
Колючки кактусов далеко не всегда просто заостренно-игольчатые. Их многообразие потрясает: они могут иметь вид тончайших волосков, гибких щетинок, крючков, толстых шипов, плоских клинков, пергаментовидных полосок, нежных перышек. Они бывают и прямыми, и по-всякому изогнутыми. При этом колючки окрашены в разнообразные цвета — белый, желтый, красный, коричневый, черный — со всеми вариантами оттенков; они могут быть и пестрыми. А еще колючки варьируются по размерам: от микроскопически крошечных до угрожающе солидных. У разных видов число колючек в каждой ареоле может быть от 1 до более 100. По расположению в ареоле их подразделяют на боковые (радиальные) и центральные. Очень часто в ареолах одновременно могут находиться колючки разной формы и окраски. Учитывая это, становится понятным, что описание колючек — важнейшая характеристика, с помощью которой удается разделять таксоны кактусов. В то же время приходится принимать во внимание высокую изменчивость колючего покрова кактусов. Количество, форма, степень развития, окраска колючек могут быть различными даже у разных экземпляров из одной популяции. Кроме того, эти признаки нередко изменяются в зависимости от возраста кактусов и от условий их произрастания.
По своему эволюционному происхождению колючки кактусов суть видоизмененные листья. Но и собственно листья у некоторых представителей семейства сохраняются. Правда, лишь у немногих видов они развиты полностью и имеют черешок и листовую пластинку. Чаще листья рудиментарные, появляются лишь на свежем приросте стебля и быстро отмирают (рудименты — недоразвитые структуры, утратившие свое основное значение в ходе эволюции).
Важнейшая характеристика кактусов — их цветки. Они просты (то есть у них нет явного разделения на лепестки и чашелистики), обычно одиночные (соцветия формируются лишь у немногих видов) и сидячие (цветоносов нет). Размеры, окраска, форма цветка; число и форма его лепестков; окраска пыльников, тычиночных нитей и рылец пестика поражают своим многообразием и широко используются в диагностике кактусов. Важное значение имеют также: место появления цветков на стебле; форма и окраска бутонов; наличие каких-либо образований на цветочной трубке (чешуи, волоски, колючки и т. п.); время (сезон) появления цветков и время (суток) их распускания; возраст наступления способности к цветению; время жизни одного цветка (оно может составлять от нескольких часов до многих суток) и продолжительность цветения; наличие и специфика запахов цветков.
У некоторых кактусов цветки появляются на цефалии — участке стебля, имеющем специфическое строение. Наличие, форма, местоположение, окраска цефалия — это тоже используемые в систематике кактусов признаки.
После цветения на стеблях образуются плоды. Причем у многих видов для этого не нужно переопыление (у кактусов встречаются, например, явления клейстогамии — самоопыления в нераскрывающемся цветке — и апомиксиса — вторичного бесполого размножения, при котором зародыш развивается без оплодотворения вследствие нарушения предшествующих этапов полового размножения). В некоторых группах кактусов способность завязывать плоды без переопыления используется как важный отличительный признак.
Плод кактуса — ягода с большим количеством семян. Плоды могут быть сочными, мясистыми (у некоторых видов они съедобны) или быстро высыхающими. Размеры, окраска, форма, покрывающие плоды структуры (колючки, волоски), способ раскрывания плода при созревании — все это признаки, с помощью которых различают отдельные виды и разновидности кактусов.
Разнообразны и семена кактусов. Во многих случаях принадлежность к определенной группе можно безошибочно определить по форме, размеру и окраске семян.
Несколько слов о корнях. Среди кактусов можно найти виды со всеми основными типами корневой системы. Особенно важно обращать внимание на растения с необычно крупными, мясистыми (так называемыми реповидными) корнями, в которых, также как и в стеблях, запасаются влага и питательные вещества. Кактусы с такими корнями относят к группе корнестеблевых суккулентов, и они, как правило, нуждаются в особо осторожном уходе.
В полных ботанических описаниях кактусов обычно приводятся все вышеуказанные характеристики.