Az északi félteke a pleisztocén eljegesedések idején. A jégtakaró déli határa elérte a mai legészakibb kaktuszok (például O. fragilis) élőhelyeit. Az éghajlati övek a mainál sokkal keskenyebb sávokba zsugorodtak.

A kaktuszok a negyedkor valószínűleg előtt benépesítették Észak-Amerika félsivatagos, illetve száraz gyepekkel tarkított területeit, egészen Kanada déli részéig. Az észak-amerikai domborzati viszonyok, elősegítették a jégkorszaki viszonyokhoz való alkalmazkodást. Amerikában ugyanis - Európával szemben - a hegységek észak-déli lefutásúak, így klímaváltozás esetén nem állják útját a vándorló flórának, másrészt a hegységek refúgiumként szolgálnak. A jégkorszak leghidegebb periódusaiban a laurenciai jégtakaró New Yorktól délre végződött, tehát a sarki éghajlati zóna délebbre húzódott, mint néhány kaktusz elterjedési területe manapság (például Opuntia fragilis, Opuntia humifusa). A gleccserekben nagy mennyiségű víz tárolódott, egészében a Föld szárazabb és hidegebb bolygó volt, mint ma. A légköri páratartalom grönlandi fúróminták tanúsága szerint alacsonyabb volt a mainál. Összességében az északi kaktuszok élőhelye összezsugorodott és főleg a fügekaktusz-félék esetében az élőhelyek olyan mértékben közel kerültek egymáshoz, hogy az egyes fajok közötti keresztbeporzás lehetősége fennmaradt. Ezért a legtöbb észak-amerikai kaktusz keresztezhető egymással. A kölcsönös beporzások által biztosított genetikai transzport hasznos volt egy olyan környezetben, ahol néhány ezer évenként (néha nagyon gyors váltással) nagy mértékben felmelegedett vagy lehűlt a globális klíma. Érdekes, hogy olyan fajok, mint például az Opuntia basilaris vagy a Cylindropuntia imbricata, amelyek ma az USA viszonylag enyhébb telű és száraz déli területein él, akár -20 Celsius-fokos fagyot is könnyen elviselnek nedves környezetben. Ezeket a képességeiket még a jégkorszak alatt szerezték, elterjedésük a jégtakaró visszahúzódása után nem követte azt, amit képességeik lehetővé tennének. A szárazságtűrő kaktuszok rendelkeznek olyan tulajdonsággal, ami előrevetítette alkalmazkodásukat a hidegebb körülményekhez.

A hőmérséklet csökkenésével párhuzamosan csökken a sejtmembrán fluiditása és permeabilitása is, ezért vélhetően a sejten belül felhalmozódik a CO₂ és a H+-ionok és intracelluláris acidózis alakul ki. Ez ellen védő hatást fejthet ki a kaktuszokra jellemző asszimilációs mód: A szélsőségesen száraz termőhelyeken (sivatagokban, sziklák repedéseiben) élő növények speciális fotoszintézise az úgynevezett diurnális savciklus. Lényege, hogy a nappal nyitott gázcserenyílásokkal párologtató normál, ún. C3-as és a sivatagi élőhelyekre jellemző úgynevezett C4-es növényekkel ellentétben a gázcserenyílások csak este vannak nyitva, amikor a párologtatás miatti vízvesztés minimális. A szén-dioxidot a növény almasavba köti az éjszaka folyamán, és a sejtek központi vakuólumaiban tárolja másnap reggelig. Ekkor az almasav a citoplazmába transzportálódik, ahol a szén-dioxid felszabadul egy dekarboxilációs lépés után. A szén-dioxid fixáció további menete innentől megegyezik a C3-as növényekével. A kaktuszok, lévén C4-es növények, ilyen almasav-tartalékkal rendelkeznek, ami a CO₂-felhalmozodás esetén hatékony puffert képezhet, miután asszimilációs folyamatok már nem zajlanak a hibernálódott sejtekben. Tény, hogy számos kaktusznak jók a fagytűrési paraméterei, de mégsem ültethetők ki szabadföldbe. Lényegében az Opuntia és a Cylindropuntia kaktuszokon kívül kevés igazi egész évben kiültethető kaktusz akad. Ennek oka valószínűleg ez, hogy a kaktuszok sivatagokban alakultak ki és akadálytalanul közlekedhettek az Amerikákat észak-dél irányban átszelő magashegységek platóin. Itt sok faj alkalmazkodott a magashegységi sivatagokra jellemző mostoha körülményekhez.

Az erős sugárzáshoz, a nagy napszaki hőingadozáshoz és az éjszakai kemény lehűlésekhez. Mindössze egy jelenséggel nem találkoztak ezek a növények: jelentősebb csapadékkal. Azon őserdei fajok pedig, amelyek alkalmazkodtak a sok csapadékhoz, viszont kiegyenlített meleg, trópusi környezetben éltek. A csapadékosabb, mérsékelt övi területeken viszont ekkor nem voltak versenyképesek a kaktuszok, mivel a náluk gyorsabban növő lombos növényzet visszaszorította őket a sivatagosabb területekre. Fordulat csak a jégkorszakok beköszöntével következett be: ekkor a korábban csapadékos, meleg észak-amerikai nagy síkság mérsékelt övivé vált, nyári szárazsággal és meleggel, viszont aránylag sok téli csapadékkal és téli fagyokkal. A sarki jégtakaró gyarapodásával az éghajlat általában is szárazabbá vált. Leginkább a fügekaktusz, vagy más néven medvetalp kaktusz-félék esetén tapasztalható, hogy ezen alcsalád fajai és nemzetségei jól keresztezhetők. Ennek oka a jégkorszakok éghajlat-ingadozásaira adott adaptációs válaszban keresendő: az opuntiák nagyfokú hibridizációs képességük révén géneket "cserélhettek", ilyen módon helyben alkalmazkodtak a szomszéd területeken élő rokonok révén klimatikus változásokhoz, valamint a "hasznosnak" bizonyuló gének elérhettek olyan területen levő egyedeket is, ahol az ottani környezeti feltételek nem indokolták volna ezen gének.