仙人掌花卉原產(chǎn)于南美和北美大陸,從北緯50度的加拿大安大略省到南緯50度的阿根廷圣克魯斯省均有它們的蹤跡。
據(jù)有關(guān)資料介紹,從哥倫布1496年發(fā)現(xiàn)新大陸之后,在1540年,第一次由海員從南美洲的加勒比海島嶼上將仙人掌帶進(jìn)歐洲,1669年傳入日本。在1840年英國出版的《植物學(xué)辭典》上記載了仙人掌栽培已達(dá)400種。當(dāng)時的仙人掌花卉已由野生引種發(fā)展為人工栽培,通過園藝栽培,已經(jīng)將原始野生的仙人掌改良成為特殊的觀賞花卉醫(yī)`學(xué)教育網(wǎng)搜集整理。
仙人掌大多生長在干旱的環(huán)境里。有的呈柱形,高10多米,重量約兩三萬斤,巍然屹立,甚為壯觀。一些長著棘刺的仙人球,有的壽命高達(dá)五百年以上,可長成直徑兩三米的巨球,人們劈開它的上部,挖食柔嫩多汁的莖肉解渴充饑。仙人掌類植物還有一種特殊的本領(lǐng),在干旱季節(jié),它可以不吃不喝地進(jìn)入休眠狀態(tài),把體內(nèi)的養(yǎng)料與水分的消耗降到最低程度。當(dāng)雨季來臨時,它們又非常敏感地“醒”過來,根系立刻活躍起來,大量吸收水分,使植株迅速生長并很快地開花結(jié)果。有些仙人掌類植物的根系變成胡蘿卜狀,可貯存七八十斤水分。曾經(jīng)有人把一個仙人球包在干燥的紙袋里放了兩年多,盡管有些皺縮,但倒入盆里,澆水后又很快長出了新根,并恢復(fù)生長。仙人掌以它那奇妙的結(jié)構(gòu),驚人的耐旱能力和頑強(qiáng)的生命力,受到人類的賞識。
仙人掌還有奇形怪狀的莖,鮮艷的花。別看仙人掌的奇形怪狀加上銳利的尖刺,使人望而生畏,但它們開出的花朵卻分外嬌艷,花色豐富多彩,和流蘇般的花穗。如長鞭狀的“月夜皇后”,開白色的大型花朵,直徑達(dá)五六十厘米。被人們喻為“曇花一現(xiàn)”的曇花,就是原產(chǎn)中、南美洲熱帶森林中一種附生類型的仙人掌類植物。
仙人掌以花取勝還只是培養(yǎng)者寵愛它的一個原因,而形狀、顏色各不相同的刺叢與絨毛也受到許多觀賞者的喜愛。尤其是一些鮮紅、金黃的刺叢與雪白的絨毛品種,更是千姿百態(tài)。難怪有人稱它們?yōu)?ldquo; 有生命的工藝品”呢。
仙人掌光合作用的生理特性:景天酸代謝植物(CAM-植物 "Crassulacean acid metabolism" (CAM))屬于C4類植物。代表性的植物有仙人掌, 鳳梨和長壽花。要在干旱熱帶地區(qū)生存下來,CAM-植物發(fā)展出一套生存策略,CO2-的固定將于卡爾文循環(huán)在時間上分開。這樣就可以避免水分過快的流失,因?yàn)闅饪字辉谝归g開放以攝取CO2。
純粹的C4類植物對二氧化碳固定實(shí)行的是空間分離 (通過兩種細(xì)胞類型實(shí)現(xiàn), 葉肉細(xì)胞和維管束鞘細(xì)胞) 。而景天酸代謝植物則服從以下晝夜節(jié)律:
晚上: CO2吸收和固定于磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)。生成的草酰乙酸(OA)會被還原為蘋果酸,并儲存于細(xì)胞的液泡中。該過程中伴隨有酸化,pH值降低在日間光反應(yīng)里產(chǎn)生的還原物質(zhì)也會在這里發(fā)揮作用醫(yī)`學(xué)教育網(wǎng)搜集整理。
日間: 在液泡里的酸性物質(zhì)(主要是蘋果酸,但也有天門冬氨酸)會被脫羧。釋放的 CO2進(jìn)入卡爾文循環(huán)。
CAM-植物必須準(zhǔn)備足夠的磷酸烯醇式丙酮酸以供夜間CO2固定使用。為此植物在日間儲存淀粉,晚間它們將通過丙酮酸轉(zhuǎn)變?yōu)榱姿嵯┐际奖帷?
CAM途徑大概就是這樣的,它實(shí)際上是把光合反應(yīng)的前后分成了兩個大步驟,一個在白天進(jìn)行,也就是所謂的光反應(yīng)階段,在這一階段,通過吸收光獲能,電解水,放氧,產(chǎn)生還原力;然后晚上進(jìn)行光合作用的后半步——C02的固定。