چگونه کاکتوس‌ها آب را داخل خود ذخیره می‌کنند و در عین حال از شر شکارچیان خود را در امان نگه می‌دارند؟

لوکاس سی. ماژور: اگر شما یک خرگوش صحرایی بودید که در صحرا در حال پریدن بود، شما خوشحال خواهید شد – خب، شاید هم نه – که به یک کاکتوس برخورد کنید: گوشت آبدار این گیاهان یک منبع آب برای خیلی از حیوانات بیابانی است. به خاطر خارها و ساقه‌های آبدارش، در قارهٔ آمریکا به عنوان گیاه بومی شناخته شده است کاکتوس نه‌تنها برای زنده ماندن، بلکه برای رشد در همه شکل و اندازه‌ها در بعضی از سخت‌ترین آب و هوای بیابانی روی زمین تکامل یافته است. خب چگونه آن را انجام می‌دهند؟ خارهای کاکتوس یکی از کلیدهای بقای آن هستند ولی نه به دلیلی که ممکن است فکر کنید نگاهی به انجیرهای تیغی بیاندازید خارهای آن برگ هایی اصلاح شده‌اند محدوده سطح بزرگ یک برگ معمولی می‌تواند برای صحرا نامناسب باشد و منجر به بخار شدن حجم عظیمی از آب زیر آفتاب سوزان شود.

کاهش مساحت چشمگیر خارها از دست رفتن آب را محدود می‌کند. آنها همچنین بر روی کاکتوس سایه انداخته و پرتوهای خورشید را بازتاب می‌کنند، دمای گیاه در هنگام گرمای روز کم می‌کنند. و بعد، در شب، هنگامی که دمای هوا افت پیدا می‌کند، خارها نقش لایه عایق را بازی می‌کنند، از سرد شدن بیش از حد کاکتوس جلوگیری می‌کنند. این کارکردها به همان اندازه، اگر نه بیشتر، در دفاع در برابر شکارچیان مهم هستند.

از کوبا تا مکزیک تا برزیل و پرو در جنوب، ملوکاکتوس‌ها در خاک‌های آهکی در فصول خشک جنگل‌های گرمسیری رشد می‌کنند جایی که آنها دائما در معرض خورشید تابان هستند آنها به یکی دیگر از سازگاری‌های رایج در کاکتوس‌ها متکی هستند: پوست ضخیم، که با یک ماده مومی شکل بنام کوتیکول پوشیده شده که از دست رفتن آب را محدود می‌کند. در همین حال، روزنه – حفره‌های کوچکی که باعث تبادل گازها می‌شود که فتوسنتز را فعال می‌کند – محکم بسته می‌مانند تا شب زمانی که باز می‌شوند. دمای کمتر در شب بدین معناست که کاکتوس آب کمتری از ساقه از دست می‌دهد در زمانی که روزنه‌ها باز می‌شوند. تنه گیاه همانند یک بشکه بزرگ از آب عمل می‌کند، ذخیره کردن آن برای زمانی که ممکن است نیاز شود.

اما برای نجات در بیابان، یک کاکتوس نمی‌تواند فقط از دست رفتن آب را محدود کند. گیاه باید برای استفادهٔ کامل آماده شود برای موقعیت‌های نادری که آب به راحتی در دسترس است. در بیابان سونورای آمریکای شمالی، کاکتوس ساگوارو می‌تواند تا ۲۰ متر رشد کند و نزدیک به ۲۰۰ سال زندگی کند. بافت چوبی، مانند نوع یافت شده در تنه درختان، به ساگوارو ارتفاعش را می‌دهد، اما ساگوارو با آب کمتری نسبت به بسیاری از درختان زنده می‌ماند. بیشتر ریشه‌هایش فقط چند اینچ عمق دارند. درست زیر سطح خاک، آنها چند متر به صورت جانبی پخش می‌شوند و گیاه را در سر جایش نگه می‌دارند. حتی عمیق‌ترین ریشه، ریشه اصلی، کمتر از یک متر در زمین گسترش می‌یابد. بعد از باران، ریشه‌های جانبی در زمان کوتاهی واکنش نشان می‌دهند، به طور سریع رشد می‌کنند و گسترش می‌یابند. آنها ریشه‌های بارانی موقت تولید می‌کنند که آب در دسترس را به سرعت جذب می‌کنند. و بعد آب به بدن گیاه کشیده می‌شود و در سلول‌هایی که دارای لیزاب هستند ذخیره می‌شود، سطحی چسبناک که به مولکول‌های آب می‌چسبند و آنها را در برابر بخار شدن متوقف می‌کنند اگر بافت گیاه… آسیب دیده و در معرض خطر قرار گیرد. هنگامی که خاک بعد از باران خشک می‌شود، ریشه های بارانی کوچک شروع به خشک و پژمرده شدن می‌کنند، و کاکتوس تا دفعه بعدی که بتواند از یک بارش بهره ببرد، صبر می‌کند.

روی هم رفته، این ویژگی‌ها کاکتوس را برای زنده ماندن در محیط‌شان مجهز می‌کنند، از خشک‌ترین بیابان به… یک جنگل بارانی؟ کاکتوس دارواش می‌تواند بر روی شاخه درخت‌های جنگل‌های بارانی زندگی کند اگر چه آب‌های زیادی در اطراف هست، اما همه آن به کاکتوس نمی‌رسد، و برای رشد ریشه‌هایش جایی نیست. ولی حتی همین جا، کاکتوس با استفاده از سازگاری‌هایی نجات پیدا می‌کند که مدتی پیش به اجداد آن کمک کرد که در بیابان نجات پیدا کنند.