A A A

Sukulentyzm

Kaktusy należą do olbrzymiej grupy roślin nazywa­nych sukulentami lub roślinami gruboszowatymi. Ta druga nazwa może być myląca, ponieważ sukulenty należą do ponad 50 rodzin, wśród których występuje jako samodzielna rodzina gruboszowatych. Kaktusy wyodrębnttfne zostały również w samodzielną rodzinę kaktusowatych (Cactaceae). Nazwa sukulenty wywodzi się z łacińskiego succus — sok. Sukulenty bowiem wy­różniają się przede wszystkim możliwością gromadze­nia w swych rozwiniętych tkankach miękiszowych du­żej ilości wody. Zdolnościom magazynowania wody, przechowywania jej i ochrony przed transpiracją, za­wdzięczają sukulenty możliwość życia w środowiskach suchych o ujemnym bilansie wodnym, tj. takich, w któ­rych suma opadów jest mniejsza od strat wynikających z odpływu wody, parowania bezpośredniego gleby i transpiracji roślin. Zaopatrzenie rośliny w wodę jest bezwzględnie konieczne dla normalnego przebiegu pro­cesów życiowych, szczególnie dla nieustannych reakcji chemicznych w obrębie komórek. Dlatego też suku­lenty w procesie przystosowawczym do życia w nie sprzyjających warunkach wykształciły szereg mecha­nizmów obronnych, chroniących te rośliny przed zbyt­nią utratą wody. . Podstawowym procesem zabezpieczającym biologicz­ne funkcje rośliny jest pobieranie z powietrza dwutlen­ku węgla, nazywane zazwyczaj asymilacją C02 (roślina przyswaja węgiel z C02, wbudowując go w swoje sub­stancje organiczne). Odbywa się ona tylko na świetle w obecności zielonego barwnika — chlorofilu. Oprócz dwutlenku węgla w procesie tym musi brać udział jesz­cze inny związek chemiczny — woda (H20). Proces ten nazywamy fotosyntezą. Największe straty wody ponoszą wszystkie rośliny przez transpirację, czyli wyparowywanie wody do atmosfery. Oczywiście najbardziej transpirują rośliny, które posiadają duże powierzchnie parujące, tj. rośli­ny ulistnione. Jak wielkie są to straty wody, wystar­czyć może przykład, że w czasie słonecznego dnia sło­necznik może wyparować 1 1 wody, a drzewo liściaste, np. brzoza o 200 tys. liści wyparowuje 7Q, 1, zaś w dniach szczególnie gorących nawet 400 1. Rbślina liś­ciasta musi te ogromne straty wody uzupełniać przez korzenie, w przeciwnym wypadku więdnie, a nawet może uschnąć. Rośliny występujące w środowiskach o dodatnim bilansie wodnym, w strefie umiarkowanej wilgotności nazywamy mezofitami (gr. mezos — po­średni), w przeciwieństwie do roślin ze stref suchych, tzw. suchorośli czyli kserofitów (gr. kseros — suchy). Większa część pary wodnej, którą roślina traci na rzecz atmosfery uchodzi przez tzw. aparaty szparko­we. Sukulenty, jako rośliny stref suchych, ograniczają maksymalnie transpirację, ponieważ nie mają możli­wości natychmiastowego uzupełnienia strat wody za pośrednictwem korzeni. Woda i roztwory soli mineralnych trafiają do rośli­ny za pośrednictwem korzeni i są transportowane do tkanek, w których odbywać się będzie fotosynteza. Rys. 1 przedstawia schemat fotosyntezy u mezofitów: dwutlenek węgla (COz) wchodzi przez otwarte aparaty szparkowe do tkanki. Energia świetlna słońca prze­twarza dwutlenek węgla (C02) i wodę (H20) przy udzia­le chlorofilu w cukry (węglowodany), które stanowić będą podstawowy materiał w dalszych skomplikowa­nych reakcjach chemicznych nieodzownych dla wzro­stu i rozwoju rośliny. Powstający w powyższej reakcji tlen jest wydalany do atmosfery. W nocy nie ma światła słonecznego, nie zachodzi więc fotosynteza, a aparaty szparkowe mezofitów są zamknięte. Podobno już starożytni Rzymianie spostrzegli, że pewne rośliny mięsiste (a więc, jak powiedzielibyśmy dziś — sukulenty), np. rozchodnik ostry (Sedum acre), zrywane wczesnym rankiem, mają sok o smaku bar- dziej gorzkim, niż zrywane wieczorem. Wytłumacze­niem tego fenomenu jest fakt, że sukulenty podczas nocy gromadzą pewne kwasy organiczne pochodzące z częściowego rozkładu cukrów; kwasy te są później zużytkowane w ciągu dnia. Cykl dobowy przebiega u sukulentów inaczej, niż u mezofitów (rys. 2). Aparaty szparkowe większości sukulentów pozostają zamknięte w ciągu dnia, a otwie­rają się dopiero w nocy. Dlatego też C02 dla potrzeb fotosyntezy nie jest pobierany w ciągu dnia, lecz do­piero w nocy i zostaje zatrzymywany przez wspomnia­ne kwasy organiczne do rana. Podczas dnia kwasy te odłączają dwutlenek węgla, po czym następuje przy udziale energii słonecznej i chlorofilu proces fotosyn­tezy tak, jak u mezofitów. Odmienność cyklu dobo­wego sukulentów, zamykanie w ciągu dnia aparatów szparkowych — ma na celu zmniejszenie strat wodnych tych roślin, jest wyrazem oszczędnej gospodarki wod­nej sukulentów. Niezależnie od tego same aparaty szparkowe występują w mniejszej ilości oraz są umiesz­czone na korpusie rośliny w miejscach zabezpieczo­nych przed bezpośrednim działaniem promieni słonecz­nych. Kaktusy jako typowe sukulenty, z małymi wy­jątkami, wykazują właśnie taki przebieg opisanych wyżej procesów.