A kaktuszok kialakulása

A szukkulens vagy pozsgás életforma a víz tárolására alakult ki a növényvilágban. Ezt egyaránt kialakíthatja az állandó vagy tartós vízhiány és a jelenlevő, de a növény számára felvehetetlen víz. A tartós vízhiány, mint korlátozó tényező járult hozzá a kaktusz alak kialakulásához. Az utóbbihoz pedig a sós mocsarak növényei, a havasi hidegvízű tavak vagy magashegyi sziklák pozsgásai tartoznak. A szukkulens életforma kialakulásához évente hosszabb száraz periódus szükséges, ez lehet téli hideg vagy nyári meleg szárazság.

A szukkulencia kialakulása, a kaktuszok evolúciója és flóratörténete terén még sok a tisztázandó kérdés, a bizonyításra váró hipotézis.

A Cactaceae családban sok ősi jellemvonást találunk, ami arra utal, hogy igen korán, esetleg már 100-120 millió évvel ezelőtt kialakultak. A kaktuszok szervezeti felépítését vizsgálva és összehasonlítva a ma is élő legősibb növényekkel a fenyőfélékkel, igen sok egyezést tapasztalhatunk. A spirálos testfelépítésben, szklerenchima-vázban nagy a hasonlóság. Ezek alapján felmerül a kérdés, hogy a magasabb szárszukkulensek vajon a félsivatagi klímában váltak ilyen hatalmas termetűvé, vagy már korábbról (pozsgásodásuk előtti korból) hozták magukkal a nagy termetre való hajlamot?

Az utóbbi feltevést több magyarázat is alátámasztja. Minden új szárazföldi növénycsoport először fatermetűként jelent meg, s a lágyszárúság később alakult ki a növényvilágban.

A jelenlegi pozsgás kaktuszok kifejlődésére érdekes magyarázat kínálkozik, miszerint az ősi elágazás-rendszerű, üstökös típusú szárszukkulensek eredetileg a félsós mocsarakban alakulhattak ki, ősi trópusi növények gyanánt. Ez ellentmond a jelenlegi rendszertani felfogásnak.

Egy ősi kaktusznemzetség (Rhipsalis) interkontinentális elterjedése is a korai kialakulás mellett szól. E nemzetség tagjai Indiától Afrikán át egészen Amerikáig megtalálhatók.

A földtörténeti középkor elején két hatalmas őskontinens létezett, Laurázsia (a mai Észak-Amerika, Grönland, Európa, Ázsia) és a Gondwana (a mai Dél-Amerika, Közép-Amerika, Afrika, Antarktisz, Ausztrália, Elő-India). Az őskontinensek feldarabolódása előtt kialakult ősi növénycsaládok leszármazottai több jelenlegi kontinensen is megtalálhatók. Az interkontinentális elterjedés mindig arra mutat, hogy a család ősi tagjai legalább 100 millió éve megjelentek. Az előbbi megállapításnak ellentmond az a tény, hogy Afrikában következetesen hiányoznak a kaktuszok, helyükbe más szintén szárszukkulens növények léptek (Euphorbiaceae).

A következő feltevés azonban feloldja ezt az ellentmondást. A pozsgásodást kiváltó és fenntartó klímaváltozások az ősi kaktuszféléket az amerikai földrészen olyan alkalmazkodóképes evolúciós szinten találták, hogy a lassú éghajlatváltozás hatására a fejlődőképes család növényei gyors alkalmazkodó evolúciót futottak végig.

A klímaváltozás Afrika növényzetét időbeli eltolódással érte és nem a Cactaceae családot alakította át, hanem az akkori Euphorbia-féléket vonta hatása alá (konvergencia). Akkor valószínűleg ezek voltak alkalmazkodóképes evolúciós állapotban. A feltételezett afrikai kaktuszfélék azonban nem tűnhettek el nyom nélkül. A "nyomot" mindmáig a Rhipsalisok jelentik. Más, nem csak szukkulens fajokat magába foglaló családoknál tapasztalhatjuk, hogy a család interkontinentális elterjedésű azaz igen ősi kialakulású, míg a családon belüli szukkulens ág már az őskontinensek szétválása után keletkezett, s így csak egyetlen földrészre korlátozódik. Feltételezhetjük, hogy az "őskaktusz" szubtrópusi éghajlat lakója volt, csupán a geomorfológiai tagoltság eredményeképp alakíthatott ki pozsgás életformát (Debreczy, 1979).

Más oldalról közelíti a témát az Iowa Állami Egyetem Botanikai Tanszékén dolgozó Robert S. Wallace, akit szintén a kaktuszfélék családjának evolúciójával kapcsolatos kérdések foglalkoztatnak.

A kaktuszokkal kapcsolatos kövületi feljegyzések nagyon szegényesek, de tényszerűen inkább teljesen hiányoznak. 1944-ben egy feltételezett fosszilis kaktusz, az "Eopuntia douglasii" került leírásra az Utah államból származó eocén üledékekből. A vélemények azonban erősen megoszlottak, többen nem fogadták el, hogy a "kövület" kaktusz.

A kutatóknak a recens kaktuszok alaktanára, vagy egyéb adatforrásokra (biokémia, kromoszóma stb.) kell hagyatkozniuk. A DNS változatok és az edénynyalábok anatómiájára vonatkozó kutatásokból az derül ki, hogy a kaktuszok legközelebbi rokonai a Talinum, Anacampseros, Portulaca nemzetségek.

Feltételezték, hogy a porcsinfélék (Portulacaceae) családja és az "előkaktuszok" (protokaktuszok) között álló közös ősből egy szárazságtűrő leszármazási vonal keletkezett, amely alkalmas volt arra, hogy egy pontból szétszóródjon és fajokat képezzen az "Újvilágban", miután a Gondwana ősföldrész szétszakadt. A kaktuszok eredetének ez a pontos központja már sok éve vitát képez. Két ilyen uralkodó központja létezik a valószínű eredetnek: az első a Karibi-szigetek között van (ezt Buxbaum javasolta), míg a másik Dél-Amerika északi (nyugati) részén.

A két, egymástól eltérő megközelítésből is észrevehető, hogy a kaktuszok kialakulására vonatkozóan csak következtetések, bizonytalan eredményű vizsgálatok, feltevések vannak. A kutatók sok mindenben egyetértenek, míg más dolgokban eltérőek a vélemények.

"A kaktuszok evolúciója igen izgalmas és eredménye a természetes kiválasztódás és a fajképződési folyamatok megnyilvánulása, amely biztosította számunkra a szukkulensek csodálatos választékát...” (Wallace, 1996).