無論在熱帶雨林還是在乾旱的沙漠，我們都可以看到仙人掌。它們能在乾旱少雨且不知何時下雨的沙漠裡生存，這是它們最非凡的特性。它們是如何生存的？科學家發現它們有驚人的策略來解除它們的乾渴。

透過夜間活動，使用更好的辦法來產生能量，並讓它們的胳膊保持多刺的打扮。進化生物學家艾利克-愛德華茲說：“仙人掌進化了應對乾旱的一整套適應性，使其在沙漠中得以生存。”

愛德華茲與耶魯大學的邁克爾-多納河最近確定了Pereskia（一個包括了17個種的葉狀灌木叢和樹木的屬）是仙人掌的祖先。而且，此仙人掌祖先第一個展示了仙人掌的這些節水策略，時間大約在二千萬年前。此發現發表在6月出版的《美國自然學家》雜誌上。

危險的交易

所有植物都有氣孔——皮上的小孔，氣孔開閉以吸收二氧化碳。當進行光合作用時，植物就將吸收進來的二氧化碳變成食物——糖。在沙漠裡，此過程很棘手，因為氣孔每次開放，水就會從氣孔裡跑出來。“如果你想盡力儲存水，就不能開啟氣孔，因此，開啟氣孔和水份流失是一個冒險交易，” 愛德華茲表示。

許多植物在白天開啟它們的氣孔，而仙人掌和其它夜間植物如龍舌蘭和蘆薈在夜間開啟它們的氣孔。因為，夜間溫度較、沒有太陽和細小的微風有利於仙人掌保留水份。但在夜裡，仙人掌不能利用太陽能將二氧化碳轉化成它所需要的糖，因此，此苦命的植物只得貯存一些二氧化碳以備第二天使用。第二天太陽一升起，它就開始製造糖。

其它有用的特性

仙人掌還進化了肉質組織、蠟質面板和尖尖的刺，還有專業化的根系使它們在這種艱苦生態環境下能具備全部的生長優勢。樹幹充當水庫，根據其蓄水的多少可以膨脹和收縮。皮上的蠟質保護層可保持溼氣，減少水份流失。尖尖的刺可防止口渴的動物把它當成免費飲料。

在一些仙人掌中，刺還能收集雨水，像漏斗似的讓寶貴的雨滴落到它的根上。

驚人的策略

你可能認為仙人掌會長出深深的根，深扎到地下尋找可持續供應的地下水。其實相反，它們通常發展眾多的淺根，只紮在地表下一點點，根系分佈能擴充套件到它周圍的幾英尺，以儘可能地吸收水。

當下雨時，仙人掌會發出更多的根。當乾旱時，它的根會枯萎、脫落以儲存水份的供應。愛德華茲說：“仙人掌與水的結合比與它生長的土壤的結合更為密切。生長時，仙人掌冒著水份流失到土壤的風險，因此，它就不得不將自己與土壤分開。”

他們稱：“仙人掌的形成代表了植物形狀和功能密切聯絡的一個最顯著的例子，一個多肉質的，生長壽命長的光合作用體系使得仙人掌可以在極端乾旱的條件下存活，並保留了很好的含水組織。”

最近分子多型性研究證實了仙人掌和其它植物都有相似的節水策略，使它們能在沙漠裡安營紮寨。愛德華茲說：“這是成功策略的一個好例證。這些植物在這些環境下真的做得很好。