Растения семейства мотыльковые. Мотыльковые растения. Характеристика, разнообразие. Общая характеристика семейства

17.07.2020

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.

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.

Растения семейства бобовых относятся к порядку бобовоцветные (который нередко называют «бобовые», из-за чего возникает путаница). Бобовоцветные - большая общность двудольных растений, имеющих плод боб. Немало видов бобовых издавна используется человеком в пищу благодаря своим вкусовым и питательным свойствам: горох, нут, фасоль, маш, арахис, чечевица и многие другие. Старая «дружба» человека с бобовыми отражена в сказках, - например, в английской сказке «Джек и бобовый стебель» о мальчике, который взобрался по стеблю волшебных бобов до самого неба. А на картине фламандского художника Якоба Йорданса изображен народный обычай выборов «бобового короля», - и запеченный в пироге боб в этот день символизировал ни много ни мало вифлеемскую звезду!

Бобовые или мотыльковые - семейство растений в порядке бобовоцветные. Свое забавное название растения эти получили благодаря тому, что венчик цветка напоминает бабочку, мотылька. Жизненные формы бобовых разнообразны. Это могут быть деревья (акация, бобовник, робиния, каштаноспермум, глициния), кустарники (софора, желтая акация, метельник, ракитник), травы (донник, козлятник, дрок, солодка, чина, лядвенец) и лианы (канавалия).

Типичными представителями бобовых в средней полосе России являются вика, чина, донник, клевер, люцерна. Растения рода астрагал (травы, небольшие кустарники) растут в горах Закавказья, в Средней Азии. Они имеют непарноперистосложные листья, кисть с фиолетовыми, красно-розовыми или желтыми цветками. Часто встречается в нашем регионе желтая акация, чья родина Алтай. Ее характерная особенность - треск во время раскрытия зрелых бобов. В южных областях растет белая акация (родина которой - Северная Америка), в дни ее цветения вокруг разливается сильный тонкий аромат. Необычным представителем бобовых является верблюжья колючка - одно из немногих растений, выносящих жизнь в пустыне. Влагу верблюжья колючка добывает из глубоких слоев почвы, благодаря своему длинному корню, проникающему на 15–20 метров.

Общие признаки и разнообразие растений семейства мотыльковые

1. Большинство растений опыляются насекомыми, но встречается и самоопыление - у гороха, астрагалов, чечевицы, некоторых видов люпина.

2. Как идет опыление? Нектар находится у основания пестика, насекомое, добираясь туда, пачкает брюшко пыльцой с пыльников. Далее всё это богатство переносится насекомым на пестики других растений.

3. Если у гороха срастаются девять тычинок из десяти, то у люпина - все десять.

4. Листья мотыльковых с прилистниками, почти всегда сложные - при этом могут быть как парноперистосложными (горох, душистый горошек), так непарноперистосложными, как у астрагала. У клевера листья тройчатосложные, а у люпина пальчатосложные.

Хорошо всем известным, характерным представителем семейства мотыльковых является горох . Давайте рассмотрим его особенности.

1. Однолетнее растение со стержневым корнем, на котором возникают бактериальные клубеньки. Именно благодаря симбиозу с бактериями горох способен насыщать почву азотом - значит, он является хорошим предшественником для посадки других растений.

2. Неприхотлив и морозоустойчив, выдерживает заморозки, до –5 градусов. При этом требователен к влаге.

3. Высокопитательный, плоды гороха содержат много белка, бета-каротина, магния, кальция, фосфора, калия.

4. Лист гороха парноперистосложный, из его вершины растет длинный усик, которым растение хватается за любые опоры, так сам по себе стебель слабый и не способен держаться вертикально. У основания листа находятся крупные, выразительные зеленые прилистники.

5. Формула цветка Ч(5) Л1.2.(2) Т(9).1 П1. Скобки используются для обозначения сросшихся частей цветка. Положение пяти лепестков таково: верхний большой лепесток, торчащий отдельно - это парус, в центре два сросшихся лепестка - лодочка, наконец два боковые, среднего размера - весла.

6. Тычинок у цветка гороха десять, причем девять из них сросшиеся тычиночными нитями, одна свободная.

7. Соцветие гороха - одноцветковая или двухцветковая кисть (как, например, у донника или люпина). Но соцветия у бобовых могут быть совершенно разные по строению, чаще всего, помимо кисти, встречаются головка и метелка.

8. Плод гороха - боб, в котором прячутся семена (горошины), не имеющие эндосперма.

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.

Цветки у растений семейства Бобовые одиночные или собраны в соцветие — кисть или головку. Цветок похож на кораблик или бабочку, поэтому второе название се-мейства — Мотыльковые. Венчик цветка бобовых состоит из 5 лепестков: верхний крупный — «флаг», или «парус», два боковых — «крылья», или «вёсла», а два внутренних срастаются по нижнему краю и об-разуют «лодочку». В «лодочке» заключены 10 тычи-нок и 1 пестик. У некоторых бобовых (горох, люцер-на) нити 9 тычинок срастаются, а одна остаётся свободной. Формула цветка большинства бобовых: Ч 5 Л 1 + 2 + (2) Т (9) + 1 П 1 . Цветки опыляют насекомые , в основ-ном пчёлы. У клевера лепестки срастаются в длин-ную трубку, и хоботки пчёл не достают до нектара. Поэтому клевер опыляют шмели, имеющие более длинный хоботок. У гороха, люпина происхо-дит самоопыление.

Корневая система

Корневая система бобовых — стержневая. Большинство из них имеют на корнях клубеньки — результат жизнедеятель-ности клубеньковых бактерий , которые проникают в корень из почвы . Клубеньковые бактерии способ-ны использовать азот воздуха и образовывать со-держащие азот минеральные вещества, которыми питаются растения. Азот входит в состав белков, поэтому бобовые богаты белками. После отмирания корней бобовых растений почва обогащается азо-том и становится более плодородной.

Среди растений семейства Бобовые встречаются все жизненные фор-мы: деревья (робиния , или белая акация , мимоза ), кустарники (карагана , или жёлтая акация ), много-летние травы (клевер , люпин ), а также вьющиеся формы (горох , вика ).

У представителей бобовых выработаны приспо-собления к самым разнообразным природным усло-виям. Поэтому они встречаются почти повсеместно. Бобовые — средообразующие виды во многих сооб-ществах. Так, некоторые виды акаций доминируют в африканских и австралийских саваннах, а древесные формы входят в состав влажных тропических и суб-тропических лесов.

Употребление в пищу

С древ-них времён во многих земледельческих районах ми-ра выращивают горох, бобы, чечевицу, фасоль, бога-тые белками и углеводами. Многовековой культурой в Восточной Азии и Америке является соя, в семенах которой содержится 45 % белка и 24 % масла. Из сои делают молоко, сыр, муку, конфеты. В нашей стране сою выращивают на Дальнем Востоке и в Краснодар-ском крае. К бобовым относят земляной орех, или арахис . В семенах его бобов содержится до 50 % пре-восходного масла.

Солодка используется в пищевом производ-стве, например при изготовлении халвы.

Медицина

Бобовые — одни из лучших медоносов. Немало среди них и лекарственных растений. Например, дон-ник белый издавна используется при повышенной возбудимости и бессоннице. Термопсис и солодка вхо-дят в состав микстур от кашля. Материал с сайта

Солодка гладкая издавна при-меняется в народной медицине. Теофраст рекомендовал солодку при заболеваниях дыхательных путей и астме. В Китае она ценит-ся так же высоко, как корень женьшеня. В тибетской медицине корень солодки входит в состав многих лекарств.

Сельское хозяйство

Важны кормовые бобо-вые и для сельского хозяйства — клевер, вика, чина, люцерна, так как из них получают качественное сено. Некоторые бобовые, например люпин, используют как зелёное удобрение: летом его скашивают и запахивают в почву.