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
- Условные обозначения
- Формула цветка бобовых растений
- Тип цветка
- Опыление и формирование семян
- Плоды и семена
- Значение
- Культурные бобовые растения
- Содержание
- Общие сведения [ править | править код ]
- Биологическое описание [ править | править код ]
- Систематика [ править | править код ]
- Значение и применение [ править | править код ]
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, листья сложные с очередным расположением 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 семейство бобовых, 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 происходит 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 кормовыми культурами, поскольку отличаются большой питательной ценностью. Большое значение эти растения имеют и в качестве медоносов. Белая и желтая акация, робиния, 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.
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.
Бобовые | |
---|---|
Фасоль обыкновенная ( Phaseolus vulgaris ) |
|
Научная классификация [1] | |
Домен: | Эукариоты |
Царство: | Растения |
Подцарство : | Зелёные растения |
Отдел: | Цветковые |
Класс: | Двудольные [2] |
Надпорядок : | Rosanae |
Порядок: | Бобовоцветные |
Семейство: | Бобовые |
- Acaciaceae E.Mey.
- Aspalathaceae Martinov
- Astragalaceae Bercht. & J.Presl
- Caesalpiniaceae R.Br., nom. cons.
- Cassiaceae Vest
- Ceratoniaceae Link
- Detariaceae Hess
- Hedysaraceae Bercht. & J.Presl
- Inocarpaceae Zoll.
- Leguminosae Juss., nom. cons.
- Mimosaceae R.Br., nom. cons.
- Papilionaceae Giseke, nom. cons.
- Phaseolaceae Mart.
- Swartziaceae Bartl.
- Viciaceae Oken
Бобо́вые, или Мотыльковые (лат. Fabáceae , или Fabaceae s.l. , или Leguminósae , или Papilionaceae ) — семейство двудольных растений порядка Бобовоцветные.
Содержание
Общие сведения [ править | править код ]
Одно из крупнейших семейств цветковых растений. Судя по найденным ископаемым пыльцы и древесины, возникновение семейства датируется рубежом верхнего мела и палеоцена (65 млн лет назад) [3] .
Некоторые растения этого семейства являются важными продуктами питания.
Травянистые представители семейства, которые способны фиксировать атмосферный азот, являются основными растениями, используемыми при рекультивации земель. Играют особую роль в круговороте азота биосферы [3] .
Свыше 50 видов бобовых в России находятся под охраной [3] .
Биологическое описание [ править | править код ]
Среди растений семейства бобовых имеются деревья, кустарники и полукустарники, травы, лианы (как кустарниковые, так и травянистые).
Листья очерёдные, обычно сложные (пальчатые, перистые, тройчатые) с прилистниками, реже простые.
Цветки часто насекомоопыляемые, обоеполые [3] , с пятичленными чашечкой и венчиком, как правило — двусторонне-симметричные. У типичных бобовых верхний крупный лепесток принято называть парусом (флагом), боковые лепестки — вёслами (крыльями), а два сросшихся или слипшихся нижних — лодочкой. Тычинок обычно десять, сросшихся тычиночными нитями или свободных.
↑ C a 5 C o 1 + 2 + ( 2 ) A ( 9 ) + 1 G 1 _ <displaystyle uparrow Ca_<5>;Co_<1+2+(2)>;A_<(9)+1>;G_<underline <1>>> [4] ↑ C a 5 C o 1 , 2 , ( 2 ) A ( 9 ) , 1 o r ( 10 ) o r 10 G 1 _ <displaystyle uparrow Ca_<5>;Co_<1,2,(2)>;A_<<(9),1>or<(10)>or<10>>;G_<underline <1>>> [5]
↑ C a 5 C o 1 , 2 , 2 A ( 5 + 4 ) , 1 G 1 _ <displaystyle uparrow Ca_<5>;Co_<1,2,2>;A_<(5+4),1>;G_<underline <1>>> [6]
Важный отличительный внешний признак — сухой, обычно многосемянный, раскрывающийся двумя створками одногнёздный плод с расположенными в ряд семенами — по-научному называется бобом, но в сельскохозяйственной и популярной литературе — обычно стручком. Боб иногда распадается поперёк на односемянные членики; редко боб односемянный и тогда большей частью не раскрывается. Семена, как правило, без эндосперма с крупными семядолями.
Систематика [ править | править код ]
С 1985 года исследованию систематики семейства бобовых посвящена Международная программа создания базы данных и информационной службы по бобовым (International Legume Database and Information Service, ILDIS), базирующаяся в г. Рединг (Великобритания) [3] .
Согласно сайту «The Plant List», в семейство Бобовые включают 24 505 видов, объединённых в 946 родов [7] . Обширное семейство принято делить на три подсемейства — цезальпиниевые (Caesalpinio >[3] . Их в свою очередь делят на трибы, выделяя в некоторых подтрибы:
- Caesalpinieae — Цезальпиниевые
- Cassieae — Кассиевые
- Cassiinae
- Dialiinae
- Duparquetiinae
- Abreae
- Amorpheae
- Bossiaeeae
- Brongniartieae
- Cicereae
- Crotalarieae
- Dalbergieae
- Desmodieae
- Desmodiinae
- Lespedezinae
- Acacieae — Акациевые
- Ingeae — Инговые
- Mimoseae — Мимозовые
Значение и применение [ править | править код ]
Ряд бобовых издавна культивируются как пищевые растения и получили широкое распространение в сельском хозяйстве, другие известны как декоративные или кормовые растения, некоторые являются источником древесины ценных пород. В садоводстве ценятся душистый горошек (чина душистая), люпин, робиния, карагана, вистерия и многие другие [3] .
Бобовые повышают плодородие почвы, поскольку на их корнях селятся клубеньковые бактерии и усваивают атмосферный азот. На полях бобовые иногда используются как зеленое удобрение.
Многие виды — хорошие медоносы (пчеловодами особенно ценятся белая акация, клевер, люцерна, вика, донник, эспарцет) [3] .