Ha valaki a kaktuszokra gondol, valószínűleg forró sivatagokat, perzselő napfényt és homokot lát maga előtt. A legtöbb embernek nehéz elképzelni, hogy ezek a növények akár -20 °C-os hideget is kibírnak. Pedig néhány kaktuszfaj számára a fagyos tél nem jelent akadályt – sőt, évezredek alatt tökéletesen alkalmazkodtak a zord körülményekhez.

De hogyan juthatott el egy sivatagi növény odáig, hogy a hó alól is képes legyen tavasszal újra kizöldülni? Ehhez vissza kell utaznunk az időben – egészen a jégkorszakok világába.

A jégkorszakok kaktuszai – a túlélés iskolája

A pleisztocén időszakban, amikor hatalmas jégtakarók borították Észak-Amerika nagy részét, a klíma hidegebb és szárazabb volt a mainál. A jégmezők déli határa elérte azokat a vidékeket is, ahol ma a legészakibb kaktuszfajok, például az Opuntia fragilis élnek.

A kontinens domborzata kedvezett a túlélésnek: mivel Amerikában a hegyláncok északi–déli irányban húzódnak, az élővilág a klímaváltozások idején szabadon tudott vándorolni. A növények a hidegebb időszakokban dél felé húzódtak, majd a felmelegedések idején ismét északra terjedtek. Ezek a mozgások állandó keveredést és genetikai kapcsolatot biztosítottak a különböző kaktuszpopulációk között.

A fügekaktusz-félék (Opuntia) különösen „rugalmas” növények voltak ebben az időszakban. A közeli fajok gyakran keresztezték egymást, így géncserével erősítették alkalmazkodóképességüket. Ennek köszönhető, hogy az észak-amerikai kaktuszok ma is rendkívül változatosak és ellenállóak.

A hidegtűrés biológiai trükkjei

A kaktuszok télállósága nem csupán szerencse kérdése. A hideg ellen több élettani és biokémiai trükkel védekeznek.

Amikor a hőmérséklet csökken, a növény sejtmembránjai merevebbé válnak, a sejtek belsejében pedig savasodás indulhat meg. Ezt a folyamatot ellensúlyozza a kaktuszokra jellemző különleges fotoszintézis-típus, az úgynevezett CAM (Crassulacean Acid Metabolism) vagy magyarul diurnális savciklus.

Ennek lényege, hogy a kaktuszok éjszaka veszik fel a szén-dioxidot, amikor a hőmérséklet alacsonyabb, és almasav formájában tárolják azt a sejtekben. Nappal, amikor a gázcserenyílások zárva vannak, az almasavból újra felszabadul a szén-dioxid, és ekkor zajlik a fotoszintézis.

Ez a módszer nemcsak a vízveszteséget csökkenti, hanem stabilizálja a sejtek kémiai környezetét is, így segíti a hideg elviselését. Magyarán: a kaktusz „éjjel lélegzik”, és ezzel a furfanggal egyszerre védekezik a szárazság és a fagy ellen.

A hegyek és a hideg formálta túlélők

A kaktuszok többsége a sivatagok gyermeke, ám számos faj a hegyvidéki sivatagokban élt, ahol a nappali hőség után éjszakánként gyakran fagypont alá süllyedt a hőmérséklet. Itt tanulták meg elviselni a szélsőséges hőingadozást – a nap perzselő sugarait és az éjszakai fagyokat is.

Egy dologgal azonban ritkán találkoztak: tartós nedvességgel. Épp ezért a legtöbb kaktusz a hideget bírja, de a nedves talajban elrothad. Ez az oka annak, hogy Európában csak néhány faj – főként az Opuntia és Cylindropuntia nemzetségek – ültethetők ki biztonságosan szabadföldbe.

Ezek közé tartozik például a medvetalp kaktusz (Opuntia humifusa, Opuntia phaeacantha, Opuntia polyacantha), amely az itteni teleket is gond nélkül átvészeli, ha a gyökere szárazon marad. A Cylindropuntia imbricata, amely az USA déli, viszonylag enyhe éghajlatú vidékein él, akár -20 °C-os hideget is átvészel. Ezt az ellenálló képességét még a jégkorszakban szerezte meg – a genetikai emlék azóta is ott rejlik minden sejtszálában. Emellett jópár Echinocereus fajta is télállónak minősíthető.

Evolúciós siker – és egy kis szerencse

A kaktuszok hidegtűrését tehát a jégkorszakok formálták: a klímaváltozások, a hegységek irányai és a fajok közötti genetikai kapcsolatok mind hozzájárultak ahhoz, hogy néhány sivatagi növény a fagy birodalmában is életben maradjon.

Ezek a télálló kaktuszok ma is különleges hírnökei annak, hogy a természet nem ismeri a lehetetlent. A sivatag és a hó határán is megmutatják, hogy az alkalmazkodás az élet egyik legnagyobb csodája.