Для растений семейства бобовые мотыльковые характерно. Растения семейства бобовых

Очень многочисленное семейство, насчитывающее около 650 родов и 17 тыс. видов по всему миру. Жизненная форма - травы, кустарники или деревья. Листорасположение очередное; листья сложные: непарноперистые, тройчатые, иногда пальчатые, с прилистниками. У многих растений (вика, чина, горох) на месте последнего листочка развивается усик, так как это лазающие или цепляющиеся растения. Цветки обоеполые, зигоморфные, с двойным околоцветником. Ча шечка сростнолистная, 5-, 4-зубчатая, иногда двугубая. Венчик «мотыльковый», состоит из «флага» (или паруса), 2 крыльев (или «весел») и «лодочки», образованной 2 сросшимися лепестками и охватываю- щей тычинки и пестик. Тычинок чаще 10, из которых 9 срастаются тычиночными нитями, а 1 свободная - двубрадственный андроцей; иногда срастаются все 10 тычинок (однобрадственный), редко все 10 тычинок свободные. Такое своеобразное строение венчика и андро- цея является приспособлением к опылению перепончатокрылыми насекомыми. Парус служит посадочной площадкой, например для шмеля. Под его тяжестью «весла» вместе с «лодочкой» опускаются, обнажая нижнюю часть тычиночной трубки, заключающей в себе пестик, облегчая тем самым доступ к нектару, который выделяется у основания пестика. У многих мотыльковых существует и самоопыле- ние. Гинецей монокарпный, из одного плодолистика. Завязь - верхняя одногнездная, с несколькими или многими семязачатками вдоль брюшного шва. Плод - боб. Семена часто с очень твердой семенной кожурой.

У многих мотыльковых корневая система представлена мощно развитым стержневым корнем. На корнях поселяются бактерии из рода Ризобиум (Rhizobium s.), обладающие способностью использовать азот атмосферы для синтеза белков. В результате внедрения бактерий в первичную кору корня она разрастается, образуя клубеньки, поэтому такие бактерии называются клубеньковыми. Благодаря клубеньковым бактериям многие мотыльковые хорошо развиваются на почвах, бедных азотом, а при отмирании самих мотыльковых растений почва обогащается азотсодержащими соединениями, которые в дальнейшем используются другими зелеными растениями.

Рис. 8.9. Мотыльковые:

1 - общий вид клевера лугового (Trifolium pratense); 2 - целый плод белой акации (Robinia pseudacacia); 3 - в продольном разрезе; общий вид астрагала (astragalus); 4 - цветок гороха (Pisum sativum) (а - «флаг»; б - «лодочка»; в - крылья); 5 - членистый невскрывающийся боб софоры (Sophora affinis); 6 - плод люцерны (Medicago orbicularis); 7 - диаграмма цветка золотого дождя (Laburnum anagyroides); 8 - диаграмма цветка боба посевного (Vicia faba)

Подсемейство бобовые (Faboidea). Бобовые встречаются как в умеренных и холодных широтах, так и в тропических странах, особенно травы. Это могут быть вьющиеся растения тропиков, древесные лианы, а также кустарники и деревья: белая акация (Robinia pseudacacia) и желтая акация (Caragana arborescens). Самый крупный род цветковых во флоре бывшего СССР - род Астрагал (Astragalus), насчитывает около 2400 видов.

Многие мотыльковые обладают большой питательной ценностью, так как их семена богаты белками. Такие представители возделываются в пищевых целях, в частности род Горох (Pisum) - известная из древнейших земледельческих культур. Некоторые сорта культивируются ради незрелых плодов (лопаток), богатых сахаром: род Соя (Glycine) - из-за высокого содержания в семенах белков (до 40%), близких к животным, и 20% жиров. «Соевые бобы» - разносторонне употребляемый продукт питания. Близкородственная сое фасоль (Phaseolus) вместе с кукурузой и рисом составляют в некоторых странах основной продукт в питании

населения, например на Кубе. Фасоль, как и горох, культивировалась еще до нашей эры. Семена арахиса, или земляного ореха, содержат до 60% масла. Арахисовое масло занимает по ценности 2 место (после оливкового). Семена арахиса широко используются, например, в кондитерской промышленности.

Другие мотыльковые разводятся как кормовые растения: это различные виды родов Клевер (Trifolium), Люцерна (Меdicago). В то же время клевер, донник (Melilotus) и другие мотыльковые - прекрасные медоносы.

В качестве азотонакопителя разводятся люпины, семена которых содержат алкалоиды. Ими также богаты виды рода Термопсис (Thermopsis) - высокие травы с тройчатыми листьями и кистями крупных желтых цветов. Из термопсиса ланцетного (Th. 1аnсеоlata) и корней солодки голой (Glycyrrhiza glabra), содержащей тритерпеновые сапонины и флавоноиды, изготавливают лекарство против кашля. Софора японская (Sophora japonica) используется для промышленного получения флавоноида рутина, характеризующегося Р-витаминной активностью. Ценными красильными растениями являются индигофера красильная (Indigofera tinctoria), из которой получают индиго - нестойкий природный краситель синего цвета, а также степной кустарник дрок красильный (Genisеta tinctoria), из которого получают ярко-желтую краску.

В тропических лесах широко представлены древесные виды, ценных пород с прочной и красивой ядровой древесиной: ароматный синий сандал, или кемпешевое дерево (Haematoxylon campechianum), американское черное дерево (Caesalpinia melanocarpa) и др.

Порядок Крушиноцветные (Rhamnales)

Порядок содержит единственное семейство Крушиновые. Семейство Крушиновые (Rhamnaceae)

В семействе насчитывается около 60 родов и более 900 видов. Жизненная форма - кустарники или деревья, в основном не очень высокие, иногда лианы (рис. 8.10). Листорасположение супротивное или очередное. Листья простые цельные, с пальчатым жилкованием, с прилистниками. Цветки мелкие, обоеполые (реже - однополые, у двудомных растений), правильные, зеленоватые, чаще в цимозных соцветиях. Околоцветник 5-, реже 4-членный. Чашелистики часто с внутренним килем. Лепестки мелкие, часто в виде колпачков, охватывающих тычинки, нередко отсутствуют. У многих имеется гипантий. Тычинок 5, реже 4, противостоящих лепесткам. Гинецей ценокарпный, обычно из 3 плодолистиков. Завязь верхняя, средняя или нижняя; 3-, реже 2-гнездная с одним семязачатком. Плод - костянка, ягода или сухой невскрывающийся плод - схизокарпий, распадающийся на мерикарпии. Семена с эндоспермом. Для многих крушиновых характерны острые шипы и колючки.

Рис. 8.10. Крушиновые:

А - жостер слабительный (Rhamnus cathartica): 1 - часть побега с плодами; 2 - женский цветок; 3 - часть побега с цветками; 4 - мужской цветок; Б - крушина ломкая или ольховидная (Frangula alnus): 5 - цветок; 6 - часть побега с плодами; 7 - часть побега с цветками

Для семейства характерны антраценопроизводные; терпеноиды и тритерпеновые сапонины. Некоторые виды имеют лекарственное значение: например, кора крушины ломкой (Frangula alnus), плоды жостера слабительного (Rhamnus cathartica) используются в научной медицине как слабительное средство.

Класс Двудольные, семейство Мотыльковые (Бобовые) - именно о представителях этой систематической группы растений пойдет речь в нашей статье. Они имеют характерные особенности, по которым их легко отличить от других. А широкий ареал распространения и широкое использование в жизни человека делает их важным объектом для изучения.

Жизненные формы

Лекарственные растения широко используют в фармацевтической промышленности. Настои солодки применяют при лечении заболеваний органов дыхания, пищевых отравлениях. Многие мотыльковые - ценные медоносы. люцерна являются ценным источником нектара - излюбленного лакомства пчел.

Мотыльковые - семейство, которое может по праву носить звание одного из самых древних. Палеонтологи предполагают, что горох начали выращивать еще в третьем тысячелетии до нашей эры. А сейчас на планете территории его посевов достигают 10 млн гектаров.

Белок сои официально имеет стандарт качества растительного белка, присвоенный ей Международной комиссией по продовольственным ресурсам при ООН. По данным статистики, каждый третий литр растительного масла, производимого в мире, приходится именно на это растение. А из получают "молоко", которое по вкусовым качествам не отличается от коровьего.

Фасоль является растением-рекордсменом по содержанию соединений калия. Именно поэтому она рекомендована людям с нарушением функций почек, сердечно-сосудистой системы, при повышенном давлении, заболеваниях суставов.

Вещество, которое содержит бобовое растение донник, способно предотвращать свертывание крови и поэтому используется при тромбофлебите - болезни, при которой в сосудах образуются сгустки.

Еще одно ценное растение семейства Мотыльковые, которое дает много зеленой массы, является одновременно ядовитым. Это люпин, который содержит алкалоиды. Раньше его использовали только как зеленое удобрение, а в настоящее время выведены и неядовитые сорта.

Среди представителей семейства Мотыльковые есть и растения-великаны. Некоторые тропические деревья достигают в высоту более 80 м. Удержать таких гигантов помогают могучие опорные корни, располагающиеся на поверхности почвы.

Таким образом, основными характерными чертами представителей семейства Мотыльковые (Бобовые) является строение цветка, который по внешнему виду напоминает бабочку, и наличие клубеньковых бактерий, которые обитают в тканях корней этих растений. Многие из них являются ценными кормовыми, масленичными и зернобобовыми культурами, которые активно культивирует человек.

Бобовые - крупное семейство класса двудольных. Оно включает более 20 тыс. видов. Среди бобовых есть травы, кустарники и деревья. Ряд представителей травянистых бобовых растений являются ценными продуктами питания человека (соя, бобы, фасоль, горох, чечевица, нут и др.). Другие представители семейства бобовые: душистый горошек, акации, клевер, донник, чина.

Главными признаками, по которым разных представителей бобовых объединяют в одно семейство, являются строение их цветка и плода.

Цветок бобовых у большинства видов состоит из 5-ти чашелистиков, 5-ти лепестков, одного пестика и десяти тычинок. При этом строение цветка уникально, он обладает двусторонней, а не радиальной симметрией, как цветки других семейств. Самый крупный лепесток цветка называется парусом , два лепестка по бокам от паруса - это весла , два нижних лепестка срастаются, образуя лодочку . Пестик находится как-бы внутри лодочки и окружен тычинками. У многих видов бобовых 9 тычинок срастаются, а одна остается свободной.

Название бобовых происходит от названия плода, который формируется у растений этого семейства. Это плод боб . Он представляет собой сухой, обычно многосемянный плод. У боба есть две створки, которые раскрываются после созревания. Семена растут на этих створках. Следует отличать плод боб и плод стручок. У стручка есть перегородка между створками, и семена растут именно на перегородке. Хотя часто плоды бобовых называют стручками, на самом деле они являются бобами.

Являющиеся травами представители семейства бобовых часто образуют клубеньки на корнях. В таких клубеньках живут бактерии, способные усваивать атмосферный азот. Они обогащают растение азотсодержащими органическими веществами. Бобовое растение, в свою очередь, дает им питательные вещества. Таким образом, между растением и бактериями возникает симбиоз. Клубеньки на корнях - это не скопление бактерий, так как бактерии очень маленькие. Это вызванное бактериями деление клеток корня, а также увеличение их размеров. Когда бобовое растение отмирает, то обогащает почву азотом. Поэтому часто бобовые используют при рекультивации почв.

В бобовых растения (и их семенах) содержится много белка.

По строению стеблей и листьев представители семейства бобовые отличаются между собой. Соцветиями часто являются кисти (люпин) или головки (клевер).

Культурные бобовые растения

К семейству бобовые относятся многие растения, имеющие пищевое значение для человека. Ниже перечислены наиболее известные.

Горох широко распространен, используется человеком в пищу с древних времен. Его семена прорастают при температуре чуть выше нуля, однако требуют много влаги (также как и само растение). Горох ценен большим количеством содержащегося в нем белка. Корневая система стержневая, на боковых корнях образуются клубеньки с азотфиксирующими бактериями. Верхние части сложных листьев гороха преобразуются в усики, которыми он цепляется за опору. Строение цветка характерное для бобовых. До цветения происходит самоопыление.

Фасоль пришла к нам из Южной Америки, где она возделывалась с древних времен. Съедобными у разных сортов фасоли могут быть как семена, так и сами плоды-бобы.

Сою выращивают во многих странах для получения соевых белка, масла и крахмала. Из сои получают множество различных пищевых продуктов (является заменителем мяса, молочных продуктов, из нее изготавливают также сладости и др.).

Бобы (не путать с названием плода) чаще являются кормовыми растениями. Обычно их стебель имеет длину больше метра. Бобы отличаются неприхотливостью.

Горох, соя, душистый горошек, чечевица, арахис, соя... Названия этих растений известны всем. В нашей статье мы рассмотрим особенности строения вегетативных органов и формулы цветка бобовых.

Общая характеристика семейства

Бобовые или мотыльковые растения относятся к классу двудольные. Систематики насчитывают их в природе более 20 тысяч видов. Большинство из них - ценные пищевые и кормовые культуры. Особое значение имеет способность некоторых видов фиксировать атмосферный азот. Бобовые представлены всеми жизненными формами: травами, кустарниками и деревьями. Как правило, с на стебле. Цветок бобовых является систематическим признаком.

Условные обозначения

В ботанике существует такое понятие как формула цветка. Она представляет собой условные обозначения частей этого генеративного органа. Цифры в этом ряду обозначают количественные показатели элементов генеративного органа.

Расшифровывается они следующим образом:

• Ч - чашечка. Она представляет собой совокупность чашелистиков, окружающих цветоложе.
• В - венчик. Это все лепестки цветка.
• О - околоцветник. В его состав входят чашечка и венчик.
• Т - количество тычинок.
• П - число пестиков.

Формула цветка бобовых растений

Теперь расшифруем это сочетание символов на конкретном примере. Формула цветка мотыльковых или бобовых растений имеет следующий вид: Ч5 Л1+2+(2) Т (9+1) П1. Такая структура визуально напоминает кораблик или бабочку. Это и обусловливает название мотыльковые.

Итак, околоцветник представителей этого семейства состоит из пяти чашелистиков и лепестков. Строение последних дифференцировано. Самый верхний лепесток имеет большие размеры по сравнению с остальными. Его называют "парус". По обе стороны находятся боковые лепестки - "весла". Оставшаяся пара срастается по нижнему краю. Так формируется "лодочка". У бобовых один пестик. Тычинок в одном случае может быть десять, в другом - девять из них срастаются между собой, а одна остается свободной. Лепестки иногда еще называют бабочкой с крыльями.

Тип цветка

Формула цветка бобовых несет и дополнительную информацию. Такие структуры являются обоеполыми. Это значит, что цветки имеют пестик и тычинки. Они могут быть одиночными - крупными с яркими и широкими лепестками.

Еще одна из характерных черт - это симметрия. По данному признаку цветки бобовых являются неправильными или зигоморфными. Это означает, что через них можно провести единственную вертикальную плоскость.

В ряду случаев у представителей этого семейства происходит формирование соцветий. Иногда формула цветка которых была приведена выше, формирует соцветия. Это может быть кисть, головка или метелка.

Опыление и формирование семян

Формула цветка бобовых свидетельствует о некоторых его различиях у разных видов семейства. Эти особенности определяют и способ опыления. К примеру, у клевера каждый лепесток закручен в длинную трубочку. Поэтому его могут опылять только шмели, имеющие специальный хоботок. Бобовые привлекают также пчел и бабочек. У гороха, люпина, астрагала, вики происхо-дит самоопыление.

Особенностью семян бобовых является отсутствие эндосперма - запасного питательного вещества. Это растения класса двудольные. Поэтому их зародыш состоит из двух семядолей, зачаточного стебелька, корешка и почечки, которая содержит зачатки первых листьев. Снаружи находится защитная кожура. Семядоли повернуты друг к другу плоскими сторонами. Они соединены в одной из частей. В этом месте и расположены зачаточные органы.

Запас веществ заключен непосредственно в семядолях. Ученые доказали, что люпин можно вырастить даже из семян, которые долгое время пролежали в мерзлоте. А для фасоли характерно подземное прорастание. В биологическом смысле это очень выгодно, поскольку обеспечивает защиту от животных, перепадов температуры.

Плоды и семена

Плод этого семейства называется боб. Развивается он из плодолистика. Боб является сухим многосемянным. После созревания он раскрывается по шву между двумя створками. На них находятся семена. В отличие от стручка, внутри боба нет вертикальной перегородки.

Семена бобов издавна употребляются в пищу. Горох и фасоль содержат большое количество белков, а соя и арахис - растительных масел. Клевер и люцерна являются незаменимыми поскольку отличаются большой питательной ценностью. Большое значение эти растения имеют и в качестве медоносов. Белая и желтая карагана, а также мимоза - известные декоративные виды.

Значение

Побеги бобовых - ценное зеленое удобрение. Их припахивают и оставляют на поверхности почвы, что способствует ее обогащению органикой и улучшает структуру. В фармацевтической промышленности в качестве сырья используется солодка, донник, белая акация. Среди древесины самым ценным является сандаловое дерево.

Только на корнях бобовых поселяются клубеньковые бактерии. Это особый вид, который способен усваивать атмосферный азот. В чем польза таких организмов? Азот является необходимым элементом для формирования стебля и листьев. И в воздухе этого вещества достаточно - до 78 %. Но растения не могут поглощать атмосферный азот. Клубеньковые бактерии переводят его в форму, которая растворяется в воде и может всасываться из почвы корнями. Существование этих организмов взаимовыгодное: бактерии обеспечивают растения азотом, а взамен получают минеральные питательные вещества.

Итак, формула цветка бобовых имеет вид Ч5 Л1+2+(2) Т (9+1) П1. Такая структура состоит из пяти плодолистиков и такого же количества лепестков. Последние отличаются размерами и формой. В результате цветок бобовых имеет неправильную форму и является зигоморфным. Это значит, что через него можно провести только одну ось симметрии. Такой тип симметрии называется зигоморфным. Визуально цветок бобовых растений напоминает лодочку с веслами и парусом или бабочку. Это обусловливает второе название этого семейства - мотыльковые. Все цветки бобовых обоеполые. Они имеют один пестик. А количество тычинок равно десяти. У некоторых из них девять из них срастаются, а одна остается свободной.