Семейство мотыльковые соцветие. Формула цветка бобовых растений

Пищевое значение

Пищевое значение бобовых огромно. До распространения в Европе картофеля миллионы людей ежедневно употребляли в пищу, наряду с зерновыми, питательные, дешевые и плодовитые бобовые: горох, садовые бобы, вигну (родственницу фасоли, к сожалению, в Европе нынче забытую), саму фасоль, ввезенную в XVI веке. И сейчас большие регионы (например, Азия, Южная Америка) очень широко используются в пищу бобовые. Перечислим некоторые, самые известные, растения.

1. Фасоль обыкновенная. Однолетнее травянистое растение. Листья очередные, тройчатосложные, с прилистниками. Соцветие - кисть. Низких температур не выносит, но зато более засухоустойчива, чем горох.

2. Соя. Повсеместно распространена в Южной и Юго-Восточной Азии, культивируется во многих теплых регионах. Питательна, содержит до 40 процентов белка, до 25 жира. Травянистое растение, с тройчатосложными листьями. Много продуктов производится из сои (натто, тофу, темпе и пр.) или с ее добавлением, широко используется соевое масло.

3. Арахис (земляной орех) - травянистое растение с парноперистосложными листьями. Бобы образуются под землей. Как это происходит? Цветки после оплодотворения погружаются под землю, где и созревают бобы, имеющие твердую оболочку. Родина - Южная Америка, возделывают в Средней Азии. Семена содержат до 37 процентов белка, до 45 процентов жиров. Популярно арахисовое масло, а также разнообразные закуски из арахиса. В США так любят арахисовую пасту, что даже учредили для нее специальный праздник 24 января.

Кормовое значение

1. Из кормовых сортов бобовых растений производят силос - сочные питательные корма для животных, получаемые методом закваски зеленой массы травянистых растений. На силос идут кормовые бобы, кукуруза, люцерна, вика, эспарцет.

2. Стебли и листья бобовых (донника, клевера, люцерны, вики, ледвянца, горошка) скашивают, высушивают, и они становятся отличной добавкой к рациону животных в тех регионах, где невозможен круглогодичный выпас.

Агрономическое значение

1. Обогащают почву азотом, являясь так называемыми «зелеными удобрениями», или, по-научному, сидератами (астрагал, вика, донник и др.). Как это происходит? В процессе роста бобовые запасают большое количество азота. Еще во время цветения растения запахивают и они, перегнивая, возвращают азот почве.

2. Корни бобовых, длинные и сильные, хорошо рыхлят почву, насыщают ее кислородом, препятствуют эрозии.

Декоративное значение

Семейство бобовых объединяет разнообразнейшие растения, в том числе и подчеркнуто декоративные. Они замечательно украшают парки, сады и приусадебные участки: например, робиния ложноакациевая, ракитник, клиантус с его большими красными цветами необычной формы.

Лекарственное значение

И здесь бобовые являются незаменимыми спутниками человека. Тысячи лет их применяют в медицине! Термопсис ланцетовидный, солодка, донник лекарственный используются при лечении кашля, имеют немало полезных свойств. Кассия помогает при лечении желудка, астрагал - при гипертензии. Кроме того, многие бобовые - ценные медоносы, так как собранный мед сам по себе является вкуснейшим лекарством.

, зигоморфные , с двойным околоцветником . Чашечка сростнолистная, 5-4-зубчатая, иногда 2-губая. Венчик "мотыльковый", состоит из флага, или паруса, двух крыльев, или весел, и лодочки, образованной двумя сросшимися лепестками и охватывающей тычинки и пестик . Тычинок чаще всего 10, из которых 9 срастаются тычиночными нитями , иногда срастаются все 10 тычинок, редко все 10 свободные. Гинецей апокарпный из 1 плодолистика . Завязь верхняя 1-гнездная, с несколькими или многими кампилотропными семязачатками с 2 интегументами вдоль брюшного шва. Плод - боб .

Семена часто с очень твердой семенной кожурой. Семяножки короткие. Рубчик обычно крупный.

400 родов и около 9000 видов по всему свету.

Мотыльковые - огромное семейство, стоящее по количеству видов на 3-м, а по количеству родов - на 4-м месте среди семейств цветковых растений.

Некоторые роды мотыльковых содержат очень много видов. Самый крупный в семействе род астрагал (Astragalus) насчитывает 1500 видов. Это и самый крупный род цветковых во флоре бывшего СССР (более 800 видов). Роль мотыльковых очень значительна не только в умеренных и холодных широтах, но и в тропических странах, особенно среди трав. Многие из них - характерные вьющиеся растения тропиков, но немало среди мотыльковых также и древесных лиан, как, например, глициния (Wistaria sinensis) , а также кустарников и деревьев. Последних больше в тропиках, но некоторые хорошо известны и жителям умеренных стран, прежде всего белая акация (Robinia pseudacacia) , происходящая из Северной Америки, и желтая акация (Caragana arborescens) , родом с Алтая. Эти акации не следует, конечно, путать с настоящими акациями (Acacia) из семейства мимозовых .

Мотыльковые очень легко узнать по их своеобразному венчику и андроцею , явно приспособленным к опылению перепончатокрылыми насекомыми. Например, под тяжестью шмеля, садящегося на цветок, крылья вместе с лодочкой опускаются, обнажая нижнюю часть тычиночной трубки , заключающей в себе пестик . Незамкнутость трубки благодаря одной свободной тычинке облегчает доступ к нектару, который выделяется у основания пестика. У многих мотыльковых, впрочем, существует самоопыление , хотя бы факультативное. Можно предложить следующую формулу цветка мотыльковых с 2-губой чашечкой , например бобы (Vicia faba) : K3,2C1,2(2)A(5+4)1G1_

Большинство мотыльковых обладает сложными, непарноперистыми листьями , но, например, у гороха (Pisum) , рода вика (Vicia) и рода чина (Lathyrus) на месте конечного листочка развивается усик . Это лазающие, или цепляющиеся растения. Очень обычны среди мотыльковых и тройчатые листья, особенно в тропиках, но и в наших широтах они не редкость. Достаточно вспомнить различные клевера (Trifolium) , люцерны (Medicago) или фасоль (Phaseolus) .

Корневые системы мотыльковых характеризуются мощно развитым стержневым корнем , иногда достигающим колоссальной глубины; например, у пустынной верблюжьей колючки (Alhagi) , по некоторым данным, до 20 м, что позволяет добывать воду из очень глубоких горизонтов. Корни обычно содержат много склеренхимных элементов. Замечательной особенностью их является также поселение бактерий, обладающих способностью использовать азот атмосферы для синтеза белков. Они называются клубеньковыми бактериями , так как в результате их внедрения в первичную кору корня последняя разрастается, образуя клубеньки. Благодаря подобным симбиотическим отношениям многие мотыльковые хорошо развиваются на бедных азотом почвах. При отмирании органов мотыльковых растений почва обогащается азотсодержащими соединениями, которые при посредстве других бактерий используются в дальнейшем различными зелеными растениями. На этом основана хозяйственная роль многих мотыльковых.

Хотя у всех мотыльковых единый в принципе тип плода - боб , форма и размеры последнего очень разнообразны ( рис. 135). Не всегда бобы многосемянные и вскрывающиеся двумя створками, как у гороха. Часто встречаются невскрывающиеся четковидные и 1-семенные бобы (сравните со стручками). У некоторых видов распространенного в тропиках лианового рода мукуна (Mucuna) они покрыты так называемыми "зудящими волосками" (как гусеницы походного шелкопряда), вызывающими нестерпимый зуд во всем теле, даже при закладывании растения для гербария.

Семена некоторых тропических видов ярко окрашены в красный и черный цвета. Наиболее известен в этом отношении абрус (Abrus precatorius) , вьющееся растение, слегка напоминающее вику . Любопытно, что у этих растений при вскрывании боба семена не высыпаются, оставаясь хорошо заметными на фоне зелени. Здесь имеет место один из вариантов

Семейство Бобовые имеет еще одно название – Мотыльковые. Это семейство относится к классу Двудольных растений. Оно включает огромное количество растений.

Среди общих признаков всех растений семейства бобовых следует отметить следующие. Цветки у представителей семейства неправильные. Они имеют пять лепестков, отличающихся по форме и размерам, и десять тычинок. Плоды бобовых имеют характерное строение. Название их соответствует названию семейства – боб. К общим признакам относится и тот факт, что завязь всегда одночленная, не разделенная на доли. Плод всегда двустворчатый, в большинстве случаев многосемянный. Односемянный встречается только у растений рода Клевер. Когда семена созревают, плод лопается вдоль шва. Семена крепятся непосредственно на створках.
Семейство бобовых очень большое. Оно включает более двухсот родов и более шести тысяч видов. Растут бобовые по всему миру, во всех широтах и климатических условиях. Они встречаются на альпийских лугах и Крайнем Севере, а также в пустынях и тропических лесах.
В семействе практически в равных количествах представлены травянистые формы и деревья с кустарниками.
Большое семейство разделяется на три подсемейства: собственно Бобовые, которые включают наибольшее количество представителей, Мимозовые и Цезальпиниевые, произрастающие исключительно в теплом климате.
Представители подсемейства бобовые имеют двусимметричный цветок. Он состоит из неопадающей чашечки, включающей пять чашелистников, венчика из пяти лепестков, десяти тычинок и пестика. Лепестки раскрывшегося цветка напоминают мотылька с распахнутыми крылышками. От этого и появилось название мотыльковые. Также нередко цветок сравнивают с лодочкой. Самый крупный лепесток называется парус, боковые небольшие симметричные лепестки – веслами, а нижние сросшиеся – лодочкой. Именно в лодочке и находятся пестик и десять тычинок, из которых девять сросшихся, а одна свободная (у большинства видов подсемейства). Сросшиеся тычинки образуют пластинку, облегающую пестик.
Листовая пластинка бобовых обычно сложные. Они могут быть перистыми, лапчатыми с большим количеством листочков. Нередки у этих растений и прилистники, которые могут достигать значительных размеров, в некоторых случаях больше самих листьев. Частыми элементами являются усики. Они развиваются на вершине сложных листьев. Усики бывают как простые, так и разветвляющиеся.

К подсемейству бобовых относится множество родов повсеместно известных растений: , Бобы, Люпин, Чечевица, Соя, Вика и многие другие.

К подсемейству Цезальпиниевые относится значительно меньше родов. Данная группа отличается меньшей неправльностью цветков. У них несросшиеся все десять тычинок и несрастающиеся нижние лепестки, которые у растений подсемейства бобовых образуют лодочку. Плоды у цезальпиниевых раскрываются по одному шву или же не раскрываются совсем. К данному подсемейству относятся роды , Цезальпиния, Тамаринд, Рожковое дерево и некоторые другие.

Еще меньше родов входит в подсемейство Мимозовых. Они произрастают только в теплом климате. Цветы мелкие, почти правильные, собраны в плотные соцветия головки, а иногда и в кисти. Число чашелистников и лепестков колеблется от четырех до шести. Число тычинок колеблется от четырех до неопределенного множества. Листья мимозовых обычно двоякоперистые и имеют мелкие доли. Плоды – стандартный боб, не имеющий особых отличий. Наиболее яркими представителями мимозовых являются мимоза стыдливая, акация настоящая и некоторые другие.

Семейство бобовые обширная группа, включающая в себя разнообразных представителей. Встречаются в ней и лекарственные растения. К таким относятся Галега лекарственная, Язвенник целебный, Клевер красный и многие другие.

Если рассматривать экономическую значимость бобовых растений, то стоит отметить, что уступают они только злаковым. Издавна плоды бобовых растений использовались в пищу и сейчас они являются важнейшим пищевым продуктом. Возделывают фасоль, горох, бобы, соя и арахис, маш. Существуют тропические бобовые рода Пахизирус, образующие клубни, которые также употребляются в пищу.
Помимо пищевых существуют кормовые виды бобовых, такие как клевер, люцерна, люпин, вика.
Бобовые дают и ценную древесину. Прежде всего, это деревья, относящиеся к родам Акация и Прозопис. Ценную древесину дают афрормозия золотистая, дальбергии, птерокарпусы и многие другие тропические деревья, относящиеся к семейству бобовых.

Латинское название - fabaceae или papillionaceae.
Класс двудольные.

Описание. Название этого семейства определяется, как названием плода – боб, так и формой цветка, венчик которого внешне напоминает летящего мотылька. Бобовые растения представлены самыми разными жизненными формами - от крошечных пустынных растений до огромных деревьев и лиан, однако все они объединяются по одинаковым признакам. Их плодом является боб, цветки мотылькового типа, а на поверхности корней расположены клубеньки, образованные с помощью бактерий. Другая характерная особенность бобовых - это способность клубеньковых бактерий фиксировать газообразный азот из атмосферы в дополнение к азоту почвы.

Семейство бобовые объединяет более 17 тыс. видов ценных культурных и дикорастущих растений и подразделяется на три подсемейства: мимозовые, цезальпиниевые и мотыльковые. Его представители адаптированы к любым природным условиям и являются средообразователями внутри многих растительных сообществ, причем древесные и травянистые формы почти одинаково обильны. Наибольшим растением семейства является тропическое твердолиственное бобовое дерево компассия малаккская (koompassia moluccana) высотой 82,4 м. и диаметром ствола 1,49 м.

Бобовые культуры представляют собой растения, которые сильно различаются между собой, как хозяйственным значением , так и биологически, т.е. отношением к влаге, теплу и пище. У некоторых из них семена богаты белком – это пищевые продукты (соя, горох, фасоль, чечевица, арахис и др.). Многие бобовые - кормовые травы (люцерна, клевер, люпин, верблюжья колючка, донник и т.д.), которые являются ценным кормом для животных, как в зеленом, так и в сухом виде. Есть лекарственные бобовые растения (солодка, метельник прутьевидный, термопсис), медоносные (сараделла, пацелия) и даже технические (кроталярия, синегальская акация). Двадцать три виды бобовых занесены в Красную книгу России.

В тканях корней мотыльковых обитают очень подвижные клубеньковые бактерии величиной от 0,5 до 3 мкм. После проникновения внутрь корневого волоска они вызывают интенсивное деление его клеток, в результате чего появляется небольшое разрастание - клубенек. Растения получают от бактерий необходимое количество соединений азота, а те, в свою очередь, получают от растения жизненно важные органические вещества.

Все растения семейства бобовых, как правило, имеют сложные листья: у люпина они пальчатосложные, у фасоли, сои и клевера - тройчатосложные, у гороха – парноперистосложные, и у белой акации - непарноперистосложные. Расположение листьев очередное. У их основания находятся неплохо развитые парные прилистники в виде или зеленых листьев (горох), или колючек (белая акация).

Цветок бобовых неправильный и состоит из 5 неодинаковых лепестков, получивших определенные названия. Самый крупный, называется парус, пара соседних, более узких и расположенных симметрично - это весла или крылышки, а два последних, сросшиеся вдоль нижнего края, названы лодочкой, внутри которой в окружении 10 тычинок помещен пестик. Все цветки бывают одиночными или собранными в соцветия: кисть (люпин, горох), головку (клевер) или простой зонтик (лядвенец). Их количество в соцветии бывает разное, вплоть до одного, но тогда достаточно большого размера. Формула цветков мотыльковых: Ч (5) Л 1+2+(2) Т 1+(4+5) П 1 или Са (5) Сo 1+2+(2) А 1+(4+5) G 1

Плод бобовых , называемый боб, а в народе – стручок, обладает особым строением и развивается из единственного плодолистика. Он представляет собой некий одногнездный плод с двумя створками, к внутренней части которых прикреплены семена. У некоторых видов мотыльковых (односемянные) бобовое зернышко лишь одно, у большинства других (многосемянные) – их несколько. При созревании плоды раскрывается по одному (для представителей подсемейства цезальпиниевыех) или двум швам. Бобы бывают самой разнообразной формы и размеров. Самый крупный, достигающий в длину до 1,5 м, - у эптады лазящей (Enlacia scaridens). Он одновременно является и самым большим в мире.

Распространение. Растения семейства мотыльковых произрастают на всех континентах от тропиков до полярных островов и в разных природных зонах от пустынь до влажных лесов и болот. В большинстве стран умеренно теплого, тропического и бореального климатов они составляют основную часть местной флоры. Лишь в местах с холодным климатом доля их участия сравнительно не велика. Представители бобовых великолепно приспособились к дефициту влаги на неплодородных глинистых почвах, подвижных песках и даже способны подниматься в горы на высоту до 5 тыс. метров. Во влажных тропиках и субтропиках они нередко входят в состав лесов, как основные породы.

Размножение мотыльковых характеризуется типом опыления и большим разнообразием способов распространения семян. Многие зерновые бобовые культуры (горох, соя, фасоль, некоторые виды люпина и др.) относятся к самоопылителям. У них опыление происходит цветами одного растения. При полном созревании пыльцы пыльник тычинки лопается, и она разносится насекомыми или ветром.

Важнейшую роль в процессе перемещения бобовых зерен играют ветер и вода. Крыловидные выросты позволяют иногда плодам свободно планировать на десятки метров, как у тропического дерева компассии малаккской. Разнообразные выросты или крохотные шипы, выполняющие роль зацепок, способствуют расселению растений животными. Также известны факты, когда зрелый плод растрескивается, вскрываясь двумя створками. В этот момент створки одновременно с силой закручиваются, разбрасывая семена на метр от родительскою растения. При благоприятных условиях хранения семена бобов даже спустя десятилетие способны дать отличную всхожесть.

Представители семейства Мотыльковые – обычно однолетние или многолетние травянистые растения, но встречаются и кустарники, и деревья. Например, горох, соя и фасоль – однолетние, а люпин и клевер – многолетние растения.

У всех Мотыльковых следующее строение цветка . Чашечка состоит из 5 сросшихся чашелистиков, венчик – из 5 лепестков. Венчик похож на сидящего мотылька: крупный верхний лепесток называют «парусом», два боковых – «крыльями», а два нижних сросшихся – «лодочкой». Тычинок всего 10. У некоторых растений тычинки срослись в трубку, у других – свободные. Цветки опыляются пчёлами и шмелями, но есть растения с самоопыляющимися цветками, как например, у гороха. Плод – боб, который обычно раскрывается двумя створками.

На корнях растений имеются клубеньки , в которых развиваются особые бактерии. Бактерии в отличие от растений могут усваивать и накапливать атмосферный азот. Азот, усвоенный бактериями, растения уже могут использовать сами. Так как все органы мотыльковых растений богаты азотными веществами, некоторые из них (например, клевер, люпин и люцерну), используют как зелёное удобрение. Выращенные растения запахивают в почву, где они превращаются в перегной, содержащий большое количество азотных солей.

Известно более 17000 видов Мотыльковых. Они широко распространены по всему земному шару и имеют важное значение в сельском хозяйстве. Многие из них выращивают как пищевые, кормовые и лекарственные растения.

Арахис (земляной орех ) родом из Южной Америки. В семенах арахиса накапливается много масла (40-60%). Растение выращивают в Индии, Африке и Китае. Интересно, что его цветки цветут только один день, они самоопыляемы. Оплодотворённая завязь изгибается к земле, удлиняется и прорастает в землю. Там на ней поселяется особый грибок, после чего рост завязи останавливается. Семена созревают на глубине 8-10 см, где хорошо защищены от действия сухого жаркого воздуха.

Клевер красный – прекрасное кормовое и медоносное растение, содержащее много белков, витамины и минеральные вещества. По питательным качествам сено из клевера превосходит злаки. Опыляется клевер только шмелями, так как у пчёл недостаточно длинный для этого хоботок. Ещё клевер значительно обогащает почву азотом и улучшает её структуру. В народной медицине трава клевера используется как лекарственное средство при простуде.

Горошек мышиный - многолетнее растение с цепляющимися стеблями. Цветки сине-фиолетовые. Растение на лугах хорошо поедается домашним скотом, но на полях это сорняк, потому что цепляется за хлебные злаки и ослабляет их рост.

Соя из всех выращиваемых мотыльковых по площади посевов занимает первое место в мире. В нашей стране её выращивают в Краснодарском и Приморском крае. В семенах сои содержится около 33% белков и 18% масла. Из них изготовляют соевое масло, сыр, конфеты. Особая ценность семян сои состоит в том, что из них можно получать продукты, сходные с молочными (тофу из сои), а также муку, из которой пекут хлеб для больных сахарным диабетом.

Солодка (лакрица ) - лекарственное растение, корень которой используют как отхаркивающее средство при кашле. Ещё лакрицу используют как лакомство, которое было придумано ещё в 18 веке. В 1760 г. аптекарь Джордж Данхилл добавил в экстракт корня солодки сахар. Упоминание о солодке можно найти в китайских травниках и в египетских папирусах. Её нашли даже в гробнице Тутанхамона. Древние греки называли это растение «сладкий корень».

Чечевица пищевая – однолетнее растение высотой до 40 см. Её выращивают как пищевое растение с древнейших времён. Некоторые сорта чечевицы дают бобы длиной 3 см, но в основном - не больше 1,5 см. Бобы собирают вручную. Выращивают чечевицу в странах Азии, Южной Европы и Северной Африки.