Большинство из кактусов приспособились к жизни в засушливых условиях Северной и Южной Америки, где растут в пустынях и полупустынях на богатых минеральными веществами почвах. Представителей рода можно встретить в травянистых саваннах, влажных тропических лесах и даже на затопляемых морских побережьях. В суровых горных пустынях кактусы переносят высокую инсоляцию, сильные ветра и резкие перепады температуры. В скалистых перуанских пустынях зимой влагу растениям дает лишь роса, а в прибрежных тихоокеанских - зимние туманы. В саваннах зимой совсем сухо и только летом выпадают обильные дожди. Во влажных теплых тропических лесах растут эпифитные кактусы и лесные цереусы (селеноцереус, хилоцереус и др.).
Эпифиты - растения, растущие на стволах и ветвях деревьев, в дуплах, трещинах скал, где накапливаются питательные вещества от перегнивания органических остатков. Некоторые кактусы встречаются в умеренных широтах США, Канады и Аргентины. Опунции распространены и за пределами своей родины, где растут даже в естественных условиях. В некоторых ботанических садах Украины на каменистых склонах опунции зимуют. Ежегодно летом они цветут и образуют плоды.
Кактусы - многолетние двудольные растения. Они очень оригинальные по форме и своеобразные по строению своих органов и механизму фотосинтеза (растения ночью активно поглощают углекислоту).
В процессе исторического развития кактусы приспособились накапливать в своих органах воду и очень экономно ее использовать. Стебли у них многолетние, сочные, по форме шаровидные, коротко-цилиндрические, столбо-, кнуто- и змеевидные. У опунций они сплющены в листовидные членики. Эпифитные кактусы имеют стебли пруто- или листоподобные. Только древние представители семейства имеют на стеблях настоящие листья (пейреския, родокактус). У большинства кактусов стебли покрыты колючками и волосками.
В природе некоторые кактусы достигают 25 м высотой, но существуют растения с карликовыми стеблями до 1 см. Поверхность стебля преимущественно зеленая (восковой налет делает ее голубоватой, серой или беловатой), у некоторых видов она красноватая, коричневатая, изредка почти черная. Иногда, когда не хватает хлорофилла, стебли могут быть ярко-красными, желтыми или пестрыми. Такие растения очень популярны у любителей, но не могут расти на собственных корнях и нуждаются в прививке. Середина стебля состоит преимущественно из запасающей ткани, содержащей клеточный сок и водоудерживающую слизь. Проводящие пучки слабо развиты, поверхность стебля расчленена на продолговатые или спиральные ребра, у некоторых видов и покрыта бугорками и сосочками.
У кактусов есть только им присущие органы - ареолы.
Это морфологически видоизмененные пазушные почки, жизнеспособные течение всей жизни растения. В основном ареолы имеют вид круглых или овальных подушечек, состоящих из густых волосков. С возрастом они выпадают, и ареолы становятся голыми. В ареолах развиваются колючки, волоски, цветки, или побеги. Колючки расположены преимущественно в нижней части ареолы, над ними развиваются боковые побеги и цветки. У мамилярий и других сосочковых кактусов ареолы разделены на две части. Колючки образуются на верхушке сосочка, а цветки и побеги в пазухах-аксилах. На верхушке стебля находится главная точка роста, за счет которой: стебель кактуса растет в высоту. Если верхушка повреждается, стебель перестает расти, а из ареол начинают развиваться боковые побеги.
Иногда можно наблюдать интересное явление, когда прекращается нормальный рост стебля и начинает развиваться большое количество деформированных, густо покрытых колючками побегов. Они имеют вид вертикальных колонн с винтообразно закрученными, асимметрично холмистыми ребрами. Такие формы называются монстрозными кактусами, когда верхушка стебля разрастается веерообразно и образуются очень декоративные кристалло подобные формы. Все еще появление монстрозных и кристаллоподобных форм до конца не изучено.
Колючки кактусов слоеного происхождения и являются видоизмененными почечными чешуйками.
Они очень разнообразны по форме (округлые, сплющенные, волнистые, прямые, загнутые), размером и окраской. Колючки могут быть очень прочные и совсем мягкие (волосовидные), а их поверхность - гладкая или опушенная. В ареолах колючки размещены одиночно и группами. Их функция - конденсация воды из воздуха, защита от солнечных ожогов и от поедания животными, содействие распространению плодов и побегов. Существуют у некоторых кактусов нектарные колючки, которые выделяют сладкий сок. Для опунций характерны в верхней части ареолы тонкие, короткие, зазубренные и очень хрупкие колючки - глохидии.
Корни кактусов удерживают растения на поверхности почвы, и у различных представителей семейства они неодинаковы.
У большинства растений, растущих на тяжелых почвах, хорошо развиты стержневые корни. На легких почвах, богатых влагой и перегноем, кактусы имеют преимущественно тонкие и густые корешки, которые во время дождей берут воду из верхних слоев почвы и запасают ее в стеблях или в утолщенных корнях. У кактусов тропического леса хорошо развиты воздушные корни, которые могут впитывать влагу из атмосферы.
Незабываемое впечатление производят кактусы во время цветения.
У маммилярий и некоторых рипсалисов цветки менее 1 см длиной, в хилоцереусов длина их около 40 см. Цветы душистые и без запаха. У большинства кактусов цветки правильные (актиноморфные), а у растений из родов шлюмбергера, апорокактус, клейстокактус и кохемия они неправильные (зигоморфные). Околоцветник не дифференцирован на чашечку и венчик, цветочная трубка (кроме мамилярий) хорошо развита и покрыта щетинками, волосками или чешуйками. Цветки обоеполые (кроме мамилярии двудомной), имеют много тычинок и пестик с хорошо развитой рыльцем. Раскрываются они в основном днем, некоторые цветут ночью. Продолжительность цветения одного цветка - от нескольких часов до 10-12 суток.
Появляются цветки преимущественно на верхушках кактусов, у некоторых видов они образуются в своеобразных органах - цефалиях и псевдоцефалиях (мелокактус, цефалоцереус и др.). Цефалия – плотное образования на верхушках растений. В это время вместо ребер образуются плотно прижатые друг к другу сосочки, которые густо покрыты волосками и щетинками. При появлении псевдоцефалия положение ребер меняется, только в зоне цветения образуется множество длинных волосков и щетинка, будто у настоящего цефалия.
Для того чтобы образовались плоды, большинства кактусов требуется перекрестное опыление, которое в естественных условиях осуществляют насекомые, муравьи, некоторые птицы и даже летучие мыши.
У растений из рода фрайлея цветки клейстогамные, самоопыление происходит в закрытых цветках. Чтобы получить семена кактусов в комнатных условиях, нужно делать перекрестное опыление. Плоды кактусов ягодообразные, сочные, сухие или полусухие, от 1 до 10 см длиной, у некоторых видов съедобные. Семена преимущественно мелкие, гладкие или шершавые.
У себя на родине кактусы имеют хозяйственное значение.
Их едят и используют на корм скоту. На базарах продают плоды многих видов кактусов, которые употребляют свежими, сушеными или вареными. С некоторых плодов готовят мармелад, конфеты, цукаты, искусственный мед и напитки, а из молодых побегов опунций и листьев пейрескии - витаминные салаты. В безводных пустынях соком кактусов утоляют жажду животные и люди. Еще до открытия Америки аборигены разводили на стеблях кактусов, преимущественно опунций, насекомых (кошениль) из которых изготавливали ценную в то время красную краску. Древесину цереусов и опунций используют как строительный материал, из волокон некоторых кактусов изготовляют грубую ткань и веревки. Из цереусов, опунций и пейреский выращивают живую изгородь.
Применяют кактусы в народной и официальной медицине.
Хорошо действуют плоды при желудочных заболеваниях, известно их мочегонное действие. Стебли опунций лечат травмы, переломы. Из цветков стеблей селеницереуса крупноцветного готовят лекарства, которыми пользуются при сердечно-сосудистых заболеваниях и ревматизме. Целебные свойства кактусов объясняют содержанием в них алкалоидов.
Известен алкалоидоносный кактус - лофофора. Индейские племена использовали его при укусах змей и скорпионов, воспалении легких и туберкулезе, а также для прекращения кровотечения. У ацтеков лофофора незаменима в ритуальных обрядах.
В нашей стране кактусы выращивают исключительно как декоративные растения. Они пригодны для озеленения жилых и служебных помещений, создание композиций и коллекций.
Семья кактусовых насчитывает более, 3000 видов. Чтобы лучше разобраться в этом разнообразии, их разделили на систематические группы, в которые входят растения, сходные по своим признакам.
В семье выделили три подсемейства: пейрескиевые, опунция и цереус.
Пейрескиевые - это в основном деревья или кустарник с круглыми древовидными стеблями.
Они имеют плоские листья, на которых хорошо видна центральная жилка. Как и у всех кактусов, на стеблях этих растений имеются ареолы с колючками. Цветки собраны в соцветия или одиночные. Плоды у большинства съедобные, семена довольно большие с тонкой кожицей. Проростки имеют большие семядольные листочки.
К подсемейству опунциевых относятся виды, имеющие плоские, цилиндрические или шаровидные стебли.
На молодых побегах заметны маленькие сочные листочки, которые быстро опадают (только у некоторых видов они держатся долго и имеют большие размеры). В ареолах, кроме колючек, имеются пучки глохидий. Цветки правильные, сидячие. Плоды в основном сочные, у многих видов съедобные. Семена покрыты твердой кожурой. Семядольные листочки сочные, хорошо развиты.
Наибольшее по количеству представителей подсемейство цереусов.
К ней относятся очень разные по форме и размеру растения. Их стебли ребристые или с сосочками, покрытые разнообразными колючками. Плоды в основном сочные, у некоторых видов съедобны. Семена преимущественно мелкие с тонкой, хрупкой кожурой. Семядольные листочки не развиваются, у большинства видов они имеют вид едва заметных рубчиков на верхушках сеянцев.
