仙人掌是如何從一般植物演化成仙人掌

　　作者：nirwa，原文地址：仙人掌是如何從一般植物演化成仙人掌

　　仙人掌從一般植物演化成仙人掌也是一樣主要具有三大適應性改變（modifications）以及四個次要的改變。
　　主要的三大改變:
　　1.葉子的退化（lossofleaves）
　　2.可儲存水份的多肉組織（water-storingsucculenttissues）
　　3.刺的形成（formationofspines）
　　次要的改變:
　　1.延遲的”樹皮組織”生成（delayedbarkformation）
　　2.鬆散的外皮細胞（looseningofthecortexcells）
　　3.具彈性的脊（flexibleribs）
　　4.皮質維管束（corticalbundles）
　　1.葉子的退化（lossofleaves）
　　雖然大面積的葉表面可以大量的行光合作用來製造養分，但也同樣地易使水份蒸散掉，所以這對生長在水份相對少的區域的仙人掌祖先而言是相當不利的。所以經數百萬年的演化，仙人掌才演化成現今只有一些小葉子（如某些Opuntia屬）甚至完全沒葉子（絕大部份的仙人掌）。
　　nirwa推想，由此可見仙人掌祖先應該不是一開始就生長在極端的環境的，在Thecactusodyssey第一章的最後一個部份（GeologicalHistoryofsouthamericasettingthestageforcactusevolution）有提到，也是持相同的看法。
　　作者說，為何仙人掌大都產於南美洲？而北美洲的品種比較少？這可能是仙人掌祖先最早是住在南美洲的叢林，經數百萬年的傳播與演化才變成目前我們所看到的分佈狀態。不過，這也跟最早的南美洲和北美洲是同一塊大陸爾後再漂移（drifting）開來以及和後來一些山脈的形成或地形地貌的改變也有很大的關係。
　　2.可儲存水份的多肉組織（water-storingsucculenttissues）
　　這個是很容易瞭解的。有些地區一年只下一次或兩次雨，在秘魯（Peru）的南部以及智利（Chile）的北部的荒漠地區（bone-drydeserts）甚至每5~10年才下一場雨。它們必須在這些寶貴被土壤吸收或蒸散掉前，盡可能吸水（這也是部份仙人掌具大面積卻很淺層的根系的原因）並靠這些水熬到下一次的降雨。
　　仙人掌祖先就慢慢演化出”肥肥的細胞”以及很多”肥肥的細胞”來因應。這些細胞大都聚集在莖的外層（即cortex;皮層）以及最裡面的組織（即pith;髓部）。所以具更肥厚的多肉組織是仙人掌最具特色的特徵之一。
　　在一般印象中，”在沙漠中快渴死的人可以找到仙人掌就可活命”是這樣沒錯，可是可能沒辦法把仙人掌剖開然後就有水泯泯而出事實應該不是這樣，仙人掌的莖是有儲存水份沒錯，但那個快渴死的人可能要用”嚼”的或”打成汁”才可從仙人掌補充水份，為什麼？因為水份都儲存在細胞中而非組織間隙中…而且味道可能不會很好，看過”CAM-仙人掌與多肉植物的光合作用”了嗎？
　　3.刺的形成（formationofspines）
　　刺的形成除了可減少水份的蒸發外，也可保護植株來避免其他動物的啃食。腋窩的芽苞或葉子因此可受到保護，不過有些沙漠地區的動物也演化出對付仙人掌剌的方法。有些鳥類也利用仙人掌，在柱形仙人掌（如弁慶柱）上打洞，就在上面築巢養育下一代，鳥類在仙人掌根部會排遺，也替仙人掌加一些肥料，也算是一種共生現象。