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Cactus
Les cactus sont des PLANTES succulentes de la famille des Cactacées, qui se compose de près de 1600 espèces regroupées en 104 genres. Ils présentent une diversité exceptionnelle au niveau de la forme, des épines, du port, de la taille et de la couleur des fleurs. Ils composent le groupe de plantes grasses le plus apprécié des amateurs de plantes.
Description
Ces plantes se distinguent des autres plantes par un caractère anatomique particulier, l'aréole, une structure feutrée ayant l'aspect d'un coussin dont émergent les poils, les épines, les branches et les fleurs. Il existe des cactus de formes diverses, allant des sphères minuscules de quelques millimètres de diamètre (p. ex. le Copiapoa laui du Chili) à des arbres énormes, mesurant plus de 20 m et pesant plus de 25 t (p. ex. le Pachycereus weberi du Sud du Mexique). Les formes de la tige sont variées : sphérique, cylindrique, rampante, aplatie, de structure matelassée ou feuilletée (p. ex. le cactus de noël et le Schlumbergera truncata).
Les épines du cactus sont des feuilles modifiées, et la majorité des espèces en possèdent. La diversité des épines du cactus est réellement étonnante : elles peuvent être soyeuses comme des cheveux, en forme de dents de peigne, larges et en forme de crochet, ou longues et à pointes effilées (atteignant 15 cm de long). Les épines ont probablement bien d'autres fonctions que celle de tenir à distance les animaux affamés ou assoiffés. Elles jouent notamment le rôle de points de condensation de l'humidité de l'air, font de l'ombrage à la plante en la protégeant, surtout du RAYONNEMENT ULTRAVIOLET, forment un site protégé autour de la base pour l'enracinement des jeunes plants et fonctionnent comme un écran thermique.
Évolution
Il n'existe aucun cactus fossile primitif connu (les fragments les plus anciens remontent à seulement 22 000 ans). Ainsi, toutes les hypothèses sur leur évolution doivent être déduites à partir de l'étude de l'anatomie, de la distribution, de la chimie et de la génétique des espèces vivantes. Il est généralement admis que les cactus descendent d'un ancêtre commun qui ressemble un peu à des espèces de cactus contemporains appartenant au genre Pereskia, dont la majorité sont de petits arbustes très ramifiés ou des arbres à troncs ligneux non succulents et à grandes feuilles minces, caduques et résistantes à la sécheresse.
La transition vers les cactus contemporains a entraîné une diminution de la taille des feuilles, une augmentation du tissu qui emmagasine de l'eau dans les tiges, le transfert du site de la photosynthèse et des stomates (minuscules pores à la surface des feuilles ou des tiges) des feuilles vers les tiges succulentes. Le rapport entre la surface et le volume des tiges chez les cactus est faible, réduisant ainsi la perte d'eau. De nombreuses autres caractéristiques du cactus permettent de réduire la perte d'eau. Par exemple, les tissus des tiges comportent souvent de grandes quantités de mucilage qui emmagasine l'eau, les tiges sont recouvertes par une couche cireuse épaisse présentant un aspect vernis et les stomates sont enfoncés.
Photosynthèse
En plus des changements de forme et d'anatomie qui leur permettent de s'adapter à la sécheresse, la majorité des cactus ont un processus de photosynthèse différent de celui des autres plantes. La plupart des plantes à feuilles (y compris les Pereskias qui portent des feuilles) ouvrent leurs stomates durant le jour pour absorber le gaz carbonique et libérer de l'oxygène. Les cactus ouvrent leurs stomates pendant la nuit, quand il fait plus frais et que le taux de perte d'eau est moindre. Le gaz carbonique nécessaire à la fabrication des sucres est accumulé dans les acides organiques de la plante pendant la nuit et transformé en sucre à la lumière du jour. Ce type de photosynthèse s'appelle le métabolisme acide des Crassulacées (CAM).
Adaptation à la température
Comme leurs stomates sont fermés durant le jour, les cactus ne peuvent utiliser le phénomène d'évaporation pour se rafraîchir. La charge thermique étant donc un problème important, les formes particulières, les épines et les couleurs qu'on trouve chez les cactus jouent un rôle dans la réflexion de la lumière ou le rayonnement de la chaleur dégagée de la plante pour diminuer la charge thermique qui pourrait provoquer des températures létales. En fait, quelques espèces font de la croissance souterraines afin de diminuer la perte d'eau et prévenir la surchauffe.
La majorité des espèces de cactus ne supportent pas le gel, mais un petit nombre (peut-être de 10 à 20 p. 100) se trouvent dans des régions qui connaissent des températures en dessous du point de congélation, normalement dans des conditions de faible humidité. Ces espèces possèdent différents seuils de tolérance au gel, mais on ne comprend pas encore complètement comment cela se produit.
La perte d'eau par les tiges avant le début de l'exposition au gel est apparemment universelle parmi les espèces qui supportent le gel, et il se produit aussi des changements au niveau de la physiologie cellulaire. Par exemple, les niveaux d'acide abscisique et de concentration de sucre augmentent pendant l'acclimatation à de basses températures, mais leur rôle exact dans le processus n'est pas encore clair.
Fleurs
Tous les cactus fleurissent, certains plus tôt dans leur développement que d'autres. Certaines espèces atteignent leur taille de floraison deux ans après les semis, alors que d'autres, surtout les grandes espèces arbustives, peuvent demander des décennies pour atteindre leur taille de floraison. On trouve des fleurs de cactus de différentes formes, couleurs et tailles. Chaque sorte de fleur attire divers pollinisateurs tels que des chauves-souris, des papillons de nuit, des ABEILLES, des COLÉOPTÈRES et des oiseaux-mouches. Il n'existe pas d'espèces toxiques, bien que plusieurs contiennent des agents chimiques désagréables qui, pense-t-on, diminuent la prédation par les animaux, les insectes et peut-être les microbes.
Distribution et habitat
L'aire de distribution de la famille des cactus se trouve essentiellement dans le Nouveau Monde, allant des basses terres de la rivière de la Paix, dans le Nord de la Colombie-Britannique (Opuntia fragilis) à la Patagonie, dans le Sud de l'Argentine et du Chili (Maihuenia poeppigii). Les seuls cactus qu'on trouve naturellement en dehors des Amériques sont trois sous-espèces de Rhipsalis baccifera qui poussent dans certaines régions d'Afrique, dans des îles au large de la côte Sud-Est de l'Afrique et au Sri Lanka.
Les cactus se sont adaptés à de nombreux habitats différents, à divers degrés de sécheresse, de chaleur et de froid. Certaines espèces ont adopté un mode d'existence arboricole, comme les espèces d'Epiphyllum vivant comme épiphytes sur les arbres des forêts tropicales, pendant que d'autres survivent surtout grâce au brouillard marin comme source d'eau (beaucoup de cactus du désert d'Atacama, au Chili, p. ex.).
Au Canada, quatre espèces de cactus sont indigènes : l'Escobaria vivipara, l'Opuntia fragilis, l'O. polyacantha et l'O. humifosa. Toutes ces espèces croissent à la limite septentrionale de leur aire de distribution.
L'Escobaria vivipara, la mamillaire vivipare, est de petite taille, mesure de 2 à 5 cm de long et atteint parfois 8 cm de diamètre. À l'origine un cactus globuleux ou cylindrique, il se développe avec l'âge en grands monticules de 30 à 60 cm de diamètre composés de 20 tiges ou plus. Les plantes sont densément couvertes de couronnes de 14 à 24 épines qui atteignent 1,9 cm de long. Les fleurs apparaissent en juin, sont de couleur rose pourpre foncé et ont près de 4 cm de diamètre. On les trouve dans les prairies du Sud de l'Alberta et de la Saskatchewan, et dans le Sud-Ouest du Manitoba.
Toutes les espèces d'Opuntia comportent deux types d'épines : de fines épines persistantes, acérées et de petits aiguillons barbelés, décidus. Les fleurs sont jaunes, ont de 4 à 5 cm de diamètre et apparaissent en mai et en juin.
L'Opuntia fragilis ou raquette fragile est l'une des espèces de cactus les plus nordiques, atteignant presque une latitude de 56° Nord près de Fort St. John, en Colombie-Britannique. Cette plante basse forme des tapis qui atteignent 1 m de largeur, est composée de segments de tiges soudées dont la forme varie (sphérique, ovoïde, cylindrique ou distinctement aplatie). Les segments ont une longueur variable de 2 à 5 cm et une largeur de 1 à 5 cm se séparent facilement et sont généralement armés de solides épines barbelées qui atteignent 4 cm de long. Toutefois, il existe aussi des formes sans épines.
La raquette fragile est largement distribuée au Canada, de la Colombie-Britannique vers l'Est jusqu'au PARC PROVINCIAL WHITESHELL, au Manitoba, et jusqu'à quelques endroits dans le Nord-Ouest de l'Ontario. On la trouve aussi à un endroit situé dans l'Est de l'Ontario, à Mellon Creek, à 150 km au sud-ouest d'Ottawa. À l'intérieur de la Colombie-Britannique, l'aire de distribution normale couvre les vallées de la Similkameen, de l'Okanagan et de la rivière Nicola, s'étendant vers le sud jusqu'à Lytton et au nord jusqu'à Kamloops, Clinton et aux BASSES-TERRES DE LA RIVIÈRE DE LA PAIX. Cette espèce se trouve aussi sur plusieurs îles du détroit de Georgia et dans quelques localités du Sud de l'île de Vancouver.
L'Opuntia polyacantha, ou raquette à plusieurs aiguilles, possède plus de joints de forme matelassée vert bleuté plus grands (de 5 à 10 cm de long, de 4 à 10 cm de largeur, de 1 cm d'épaisseur) que l'Opuntia fragilis. Les épines sont de longueur variable, atteignant jusqu'à 5,5 cm de long. Parfois, il y en a moins et elles sont plus courtes sur les parties plus basses. Les fleurs sont jaune luisant et mesurent de 4,5 à 8 cm de diamètre. Cette espèce est commune dans le Sud de l'Alberta et de la Saskatchewan. On a aussi observé une petite population atypique (qui peut constituer un hybride) dans la région avoisinante d'Ashcroft, en Colombie-Britannique.
L'Opuntia humifosa, la raquette le Rafinesque, est une plante basse à port étalé qui atteint 1 m de diamètre et se compose de grands joints vert foncé, arrondis ou largement aplatis en forme d'ellipse (de 5 à 12 cm de long, de 4 à 7,5 cm de large, de 1 cm d'épaisseur) avec quelques épines en aiguille de 2 à 3 cm de long. Les fleurs jaune luisant, de 4 à 6 cm de diamètre, peu nombreuses, apparaissent au bord des coussinets matures en juin.
Cette espèce se limite à quatre endroits dans le Sud de l'Ontario (entres autres AU PARC NATIONAL DE LA POINTE-PELÉE). En Ontario, toutes les populations se trouvent dans des lieux où le climat est adouci par les Grands Lacs (dans un rayon de 25 km du lac Érié). Cette espèce croît en association avec les landes arides ou les savanes de GENÉVRIERS sur les dunes de sable ou les bordures de plages soulevées.
Un rapport de 1984 fait par le COMITÉ SUR LE STATUT DES ESPÈCES MENACÉES DE DISPARITION AU CANADA (CSEMDC) note que des processus naturels ou non menacent cette espèce de disparition et recommande une gestion active et des efforts de protection pour qu'elle puisse survivre au Canada. En 1985, le CSEMDC déclare officiellement que le cactus est une PLANTE EN VOIE DE DISPARITION.
