Общая характеристика семейства Бобовые

 

Порядок бобовые - Fabales содержит одно семейство бобовые. Семейство бобовые - Fabaceae объединяет 17000-18000 видов и 650 родов. Семейство принято делить на 3 подсемейства: цезальпиниевые, мимозовые, мотыльковые. Крупнейшее семейство мотыльковые.

       К бобовым принадлежит крупнейший в мире род цветковых растений - астрагал (Astragalus) – около 2200 видов; широко известны виды рода клевер (Trifolium), объединяющего 320 видов; акация (Acacia) 1200 тропических и субтропических видов; мимоза (Mimosa) 500 американских тропических видов и другие. После злаков бобовые - важнейшая по практической значимости для человека группа цветковых растений. Бобовые распространены по всему миру, но цезальпиниевые и мимозовые встречаются главным образом в тропиках и субтропиках, где наряду с мотыльковыми составляют важный элемент флоры. В пределах своего ареала бобовые занимают очень разнообразные местообитания.

       Среди бобовых известны почти все жизненные формы, исключая паразитов и эпифитов. Некоторые древесные представители достигают 60-80 метров высоты и в тоже время существуют крохотные, всего в несколько сантиметров однолетние травы. На корнях значительной части бобовых имеются клубеньки, которые возникают как разрастания паренхимной ткани их корней вследствии внедрения и эндогенного расселения азотфиксирующих бактерий рода ризобиум.

       Листья бобовых разнообразны, но всегда сложные. Прилистники всегда имеются, однако часто рано опадают, либо иногда сильно разрастаются (горох). Листья и отдельные листочки способны совершать разного рода круговые движения или складываться на ночь.

       Цветки обоеполые, нередко довольно крупные яркие. У мотыльковых и цезальпиниевых они зигоморфные, а у мимозовых актиноморфные. Околоцветник всегда двойной. Чашечка состоит из 5, реже из 4 срастающихся чашелистиков, правильная или неправильная. Лепестков 5 (всё подсемейство мотыльковых, часть цезальпиниевых и мимозовых) или 4 (остальные цезальпиниевые и мимозовые). Венчик мотыльковых устроен характерно. Верхний, наружный по своему положению в почке и обычно самый крупный лепесток получил название флага (паруса). Он способствует привлечению насекомых опылителей. (РИС 1)                                                                                                                                                                                                

 

1- Флаг (парус)

2- Крылья (весла)

3- Лодочка

 

Боковые лепестки называются крыльями (веслами)и используются насекомыми в качестве посадочной площадки. Самые внутренние по положению в почке лепестки

                 Рис 1

обычно срастаются вдоль нижнего края, образуя лодочку (киль). Лодочка подобно защитному футляру, предохраняет тычинки и пестик и препятствует посещению цветков мелкими насекомыми, которые поедают пыльцу или нектар, но не являются эффективными опылителями.

 Венчик цезальпиниевых также более или менее неправильный, но верхний лепесток, гомологичный флагу, занимает в почке внутреннее положение. У мимо­зовых все лепестки одинаковые — свобод­ные или сросшиеся (рис.2).

Андроцей у всех бобовых состоит из 10 тычинок и может быть одно- и двубратственным. Для определения родов в рамках рассматриваемого семейства важное значение имеет строение андроцея. У одних родов андроцей многобратственный, когда все 10 тычинок свободные_(роды: софора, термопсис). У других — однобратственный, когда все 10 тычинок срастаются,между собой тычиночными нитями, образуя так называемую тычиночную трубку внутри которой распо­лагается пестик (роды люпин и др.). Наконец, большинство родов_семейства имеет_двубратственный андроцей: 9 тычинок срастаются тычиночными нитями в трубку, а одна тычинка свободная.(роды: горох, люцерна, вика, чина). Форма тычиночной трубки также бывает разнообразной. В одних случаях она срезана прямо и свободные концы тычиночных нитей одинаковой длины (чина), в других случаях она срезана косо.У мимо­зовых тычинки нередко расщепляются, и тогда андроцей кажется полимерным. Мотыльковые очень часто имеют гипантий (специфичная деталь цветка, возникшая в результате срастания оснований чашелистиков, лепестков и тычинок с тканями цветоложа). Гинецей почти всегда монокарпный, с верхней одногнездной, редко двугнездной завязью.

Цветки собраны в простые соцветия _ кисть, зонтик, головку.

Примеры формул цветков:

 

бобы конские (Vicia faba — подсем. Faboideae) —­Са₍₅₎ Сo ₃₊₍₂₎ А₍₁₀₎ G₁

акация во­оруженная (Acacia — подсем. Mimosoideae) —­Са₍₅₎ Сo₅ А_µG₁;

церцис стручковый (Cercis siliquastrum — подсем.Caesalpinioideae) — ­Са₍₅₎ Сo₅ А₁₀G₁

    _{Диаграммы цветков (рис 2)}

        

       М imisoideae                  Caesalpinioideae                              Faboideae

Плод — монокарпий: одно-, дву- или многосемянный боб, вскрывающийся, не­вскрывающийся или членистый. Может быть опушенным или нет. Семена относительно крупные, с эндоспермом или без него, зародыш с хорошо раз­витыми семядолями, прямой (у цезаль­пиниевых и мимозовых) или согнутый (у мотыльковых).

Опыление перекрестное, у большинства мотыльковых осуществляется крупными насекомыми — шмелями и пчелами, кото­рых привлекают обильные запасы нектара или пыльцы. Встречаются самоопыляю­щиеся виды, например горох. Плоды рас­пространяются под действием собствен­ной тяжести, ветром, водой. Семена вскрывающихся бобов разбрасываются силой раскручивающихся створок.

В семенах бобовые содержат в ка­честве запасного вещества белок, а также крахмал и жирное масло, что определяет их большую пищевую и кормовую цен­ность. У значительного числа видов най­дены алкалоиды, тритерпеновые гликозиды, антраценпроизводные и т. д. В ка­честве пищевых продуктов широко исполь­зуются семена сои (Glycine max), фасоли (Phaseolus vulgaris), гороха (Pisum sativum), чечевицы (Lens culinaris), арахи­са, или земляного ореха (arachis hypogaea), и др. Лучшими кормовыми тра­вами считаются люцерна посевная (Medicato sativa), люцерна серпо­видная, или желтая (M/ falcata), и разные виды клеверов. Одновременно бобовые заметно улучшают плодородие почвы. Ежегодно виды бобовых, живущих в сим­биозе с бактериями, возвращают в почву не менее 100—140 кг/га азота.

 

Примеры плодов бобовых:

1 – типичный плод вики

2 – разламывающийся боб копеечника

3 – спирально закрученный боб люцерны

4 – односемянной боб эспарцета

5 – крылатый одно–двусемянной боб красного сандалового дерева.

 

Рис 3

 

 

многие бобовые — ценные лекарствен­ные растения, например солодки голая и уральская (С1усу rrhiza glabra и С. uralensis), корни и корневища которых содержат тритерпеновые сапонины и флавоноиды. Кассии остролистная и узко­листная (Cassia acutifolia и С. angustifolia) дают так называемый «александрийский лист» — классическое слабительное сред­ство. Многие акации и астрагалы выде­ляют камеди (полисахариды), используемые в технике и медицине. Софора японская (Styphnolobium japonicum) — про­мышленный источник получения флавоноида рутина, обладающего Р-витаминной активностью. Многие бобовые высоко декоративны и культивируются как в тро­пиках, так и в странах умеренного климата.