Собранную воду суккуленты запасают впрок в особой ткани – водоносной паренхиме, состоящей из тонкостенных клеток, содержащих очень крупные заполненные клеточным соком вакуоли. У листовых суккулентов эта ткань наиболее развита в листьях, а у стеблевых – в стеблях. После нескольких хороших ливней суккуленты вбирают столько воды, что вес их увеличивается в десятки раз. Крупные, похожие на бочонки кактусы рода феррерос могут запасти 1—3 т воды, которой им хватает для безбедного существования в течение целого года. Поверхность кактусов, как и прочих суккулентов, обычно изборождена глубокими складками: под напором влаги они разглаживаются, что позволяет растению стремительно увеличить объем и избежать при этом повреждения внешних покровов.
Как ни трудно добыть воду в пустыне, все-таки эта задача кажется смехотворно простой по сравнению с необходимостью длительного ее сохранения в условиях жары и сухости воздуха. Но суккуленты блестяще справились и с этой проблемой. Клеточный сок, содержащийся в вакуолях водоносной паренхимы суккулентов, – не просто водный раствор необходимых для жизни растения минеральных солей и органических веществ. По своей физико-химической природе он представляет собой коллоидный раствор, в котором вода связана слизистыми веществами (пектинами), препятствующими ее испарению. Убедиться в этом очень просто, капнув на стекло каплю сока алоэ и, для сравнения, например, каплю капустного сока: к тому моменту, как капустный сок полностью испарится, капелька сока алоэ лишь слегка уменьшится в объеме.
Огромное значение имеет и форма водозапасающих частей растения: у большинства суккулентов она стремится к форме шара, что, как известно, позволяет заключить наибольший объем в поверхность минимальной площади. Плоские листья, обладающие огромной испаряющей поверхностью, в такой ситуации выглядели бы крайним расточительством. Поэтому у листовых суккулентов они округлые, а у стеблевых зачастую отсутствуют полностью или появляются только в условиях хорошего увлажнения. У кактусов листья преобразованы в колючки, морфологически представляющие собой черешки листьев, утративших в процессе эволюции листовую пластину. При отсутствии листьев функция фотосинтеза полностью переходит к зеленому стеблю растения.
Еще одним универсальным способом предохранить ткани от высыхания служит плотная кожица, водонепроницаемость которой усилена восковым налетом, весьма характерным для многих видов суккулентных растений.
Впрочем, как бы ни была надежна защита от испарения, она не может быть абсолютной по той простой причине, что каждое живое растение нуждается в газообмене с окружающей средой. Как известно, в основе жизнедеятельности растений лежит процесс фотосинтеза, в результате которого в хлоропластах из углекислого газа и воды под воздействием энергии солнечного света образуются органические соединения и кислород. К тому же каждое растение дышит, потребляя кислород и выделяя углекислый газ. И оба эти процесса неизбежно сопровождаются потерей паров воды через открытые устьица, наиболее интенсивно происходящей в жаркие дневные часы. На первый взгляд может показаться, что сократить эти потери невозможно, но суккулентам удалось и это! Как выяснилось, этим растениям свойствен особый тип метаболизма, впервые открытый у представителей семейства толстянковых (Crassulaceae). Суть его заключается в том, что суккуленты открывают устьица и поглощают углекислый газ в ночные часы, запасая его в вакуолях клеток в виде органических кислот. А днем устьица закрыты, и фотосинтез идет с участием углекислого газа, образующегося при распаде этих кислот. Углекислый газ, выделяющийся при дыхании растения, тоже не пропадает даром, а запасается в тканях, чтобы потом тоже включиться в процесс фотосинтеза. Только за счет такого усовершенствованного типа метаболизма суккуленты расходуют в среднем в 30 раз меньше воды, чем другие растения.
Подобный обмен веществ имеет и свои минусы. Из-за него суккуленты отличаются очень низкой скоростью роста, а, кроме того, сокращение объема испарения воды через устьица чревато опасностью перегрева, тем более что большинство суккулентов произрастают на открытых местах под прямыми палящими лучами солнца. Поэтому неудивительно, что именно среди суккулентов есть растения, ткани которых способны выдерживать нагрев свыше 50°C, а у одного из видов опунций была зафиксирована температура наружных тканей в 65°C – это высший предел, после которого начинается процесс разрушения белков. Но все-таки таких «экстремалов» даже среди этой группы растений немного, и большинство их стремятся обезопасить себя от перегрева и солнечных ожогов. Именно поэтому восковой налет суккулентов обычно имеет сероватый или голубоватый цвет, хорошо отражающий солнечные лучи, а покровы некоторых из них «загорают» на солнце, приобретая красный или пурпурный оттенок. Густые колючки и волоски кактусов не только надежно защищают своих владельцев от посягательств многочисленных животных, охочих до сочной мякоти стеблей, но и затеняют живые ткани растения. Ребристая форма стеблей также способствует тому, что часть их поверхности всегда находится в тени.