化石記錄對確定仙人掌的起源目前沒有幫助，因?yàn)闆]有發(fā)現(xiàn)仙人掌化石。然而，除了形態(tài)學(xué)和相關(guān)分子數(shù)據(jù)外，生物地理學(xué)還提供了大量有關(guān)仙人掌起源的地點(diǎn)和大致時間以及可能的祖先的信息。
板塊構(gòu)造或大陸漂移是理解仙人掌起源的地點(diǎn)和時間的關(guān)鍵因素。約20億年以前，地球只是一個超級大陸，盤古大陸（Pangaea）。大約16.5億年前來自北部的勞亞大陸（Laurasia）的那塊盤古大陸開始分離，逐漸形成岡瓦納大陸（Gondwana）。大約在13億年前那塊巨大的陸地，依次開始分裂成非洲和南美洲以及逐漸形成未來大陸，南大西洋開始開放。慢慢地，未來的大陸隨著板塊漂移而彼此分離，盡管在數(shù)百萬年的時間里，它們非常接近，因此它們的植物群和動物群是相同的。然而，最終，大陸之間的距離變得太遠(yuǎn)，無法相互交流，生物開始獨(dú)立進(jìn)化。
仙人掌是新大陸的重要植物。因此，這個家族一定是在岡瓦納古陸與非洲和南美洲充分分離之后產(chǎn)生的。否則，仙人掌將在兩大洲都會有出現(xiàn)。這兩個大陸的分離始于早白堊紀(jì)，約12.5-13億年前，當(dāng)時開花植物首次出現(xiàn)（Raven和Axelrod 1974，545）。白堊紀(jì)末期-約6.5億年前這兩個大陸相隔約800公里（500英里），這將阻止大部分生物在它們之間擴(kuò)散。因此，仙人掌科可能直到白堊紀(jì)末期或之后才出現(xiàn)。Mauseth在1990年認(rèn)為，仙人掌科最早的起源時間可能是10億-9億年前，然而，Hershkovitz和Zimmer在1997年的葉綠體DNA研究表明，仙人掌可能最晚出現(xiàn)在3億年之前，在第三紀(jì)中期（第三紀(jì)：距今6500萬年 260萬年），新發(fā)展的美國沙漠迅速多樣化。
根據(jù)仙人掌眾多特征，仙人掌科被歸為石竹目（Caryophyllales），也被稱為中足目（Centrospermae）或藜足目（Chenopodiales）（Mabry 1977；Cronquist 1981 235-276；Downie和Palmer 1994）。按順序石竹目共有12個科，由具有幾種不同胚胎學(xué)（embryological）特征的植物組成，具有獨(dú)特的篩管質(zhì)體類型，以及獨(dú)特的球形、多孔的（pan- toporate）花粉粒類型。許多肉質(zhì)植物具有異常的次生生長，并進(jìn)行景天酸代謝（CAM）。該目最顯著的特征之一是，包括仙人掌科在內(nèi)的10個科產(chǎn)生含氮的甜菜素，而不是不含氮的花青素。仙人掌科是唯一具有這些獨(dú)特色素的開花植物科。葉綠體DNA研究還表明，仙人掌科rpl2基因片段內(nèi)含子在該目成員中缺失（Downie和Palmer 1994 241）。
（未完待續(xù)）
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