Наверное, многие видели на фотографиях огромные мексиканские кактусы, достигающие несколько метров в высоту. Это уникальное вечнозеленое растение приспособилось жить долгие годы в засушливых местах и на скудной почве.

Цветёт опунция и в Никитском Ботаническом саду

На каменистой почве горных склонов Крыма растёт дикая опунция (Opuntia vulgaris) из семейства кактусовых.
Разновидность диких кактусов — Опунция насчитывает около 200 видов. Естественное обитание опунции в тропических, субтропических и умеренных областях Америки (Мексика, Перу, Чили) и на Галапагоских островах. В Северной Америке опунции растут до 50° с.ш.

Дикие кактусы (опунция) в Крыму

По представлениям большинства, кактус внутри имеет рыхлую водянистую структуру и при сильном ветре должны упасть, но они не падают, даже если их тронуть.

Как же удаётся кактусам вырасти такими огромными в самых неблагоприятных условиях?

Оказывается, строение у кактуса не такое простое. Для устойчивости растение использует внутри длинные древесные волокна, напоминающие тросы. Интересно, у кактуса нет древесных годовых колец, как у дерева, так как внутри него вырастают именно отдельные стволы, похожие на толстые тросы.

Схематичное строение одного из вида кактусов – карнегии гигантской.

Устойчивость кактусу придает ещё и форма ствола этого растения со множеством граней, выполняющих функцию ребра жесткости. Так что поломать или опрокинуть это растение практически невозможно. А колючки и вовсе снижают желание это делать у животных и разумных животных, людей.

Кактус на срезе

Древовидные волокна в сердцевине у кактуса называются камбиальное кольцо. У домашних кактусов древовидные волокна в сердцевине не такие выраженные.

Первая в мире гиперболическая башня Шухова, Нижний Новгород, 1896 год

Кактус имеет такое же инженерное решение в своем строении, как и телебашня.

Принцип строения ствола кактуса похож на инженерный подход в строительстве телебашни, который впервые использовал русский инженер Владимир Шухов при проектировании телебашни в Москве.

19 марта 1922 года в Москве на Шаболовке было завершено строительство самой высокой в стране 150-метровой башни гиперболоидной конструкции по проекту архитектора и изобретателя Владимира Шухова. Шуховская башня — это не просто гениальное инженерное сооружение, это памятник эпохи. Башня была построена в условиях Гражданской войны, разрухи и голода. Её возведение стало возможно благодаря удивительному мужеству и абсолютному техническому гению её создателя Владимира Григорьевича Шухова (16 августа 1853 – 2 февраля 1939).

Шухов предложил никогда ранее не применявшуюся телескопическую модель строительства. Отдельные решетчатые секции высотой 25 метра, собираемые прямо внутри башни, протягивались лебедками сквозь предыдущий «гиперболоид».

Считается, что идея башни-гиперболоида родилась из случайно подмеченного инженером бытового эпизода: кто-то из домашних поставил на перевернутую ивовую корзину тяжёлый цветочный горшок. Тонкие и лёгкие, но перевитые прутья легко выдержали нагрузку, хотя очевидно, что прямые прутья с такой нагрузкой не справились бы.

Сегодня такую же конструкцию используют при строительстве телебашен по всему миру.

По внутренней стороне бетонной конструкции телебашни натянуты тросы, что делает её устойчивой.

В этом примере прослеживается аналогия создания устойчивости высоких растений в живой природе и использования человеком природных схем устойчивости при создании инженерных конструкций.