Класс Двудольные. Семейство Бобовые. Семейство мотыльковые Формула семейства бобовых

Общая характеристика бобовых растений и их классификация.

Бобовые (Fabaceae s.l. ) – обширное семейство класса двудольных растений, представленное более чем 20 000 видов, объединенными в почти тысячу родов. Среди них встречаются деревья, кустарники, многолетние и однолетние травы, произрастающие во всех климатических зонах планеты. Общим признаком является строение листа и главным образом плода.

Семейство бобовых принято делить на три подсемейства, Цезальпиниевые (Caesalpinioideae ), Мимозовые (Mimosoideae ) и собственно Бобовые или Мотыльковые (Faboideae или Papillionaceae ), различающиеся в основном по строению цветка. Некоторые ботаники предпочитают рассматривать их как отдельные семейства.

Цезальпиевые и мимозовые представлены небольшим количеством родов, произрастающих в районах с теплым климатом, это в основном деревья или кустарники. К подсемейству цезальпиевых относятся, например, рожковое дерево (Ceratonis ), тамаринд (Тamarindus ), цезальпиния (Caesalpinia ), в России – багряник иудейский (Cercis siliquastrum ). Типичные представители мимозных — это мимоза стыдливая (Mimosa pudica ), уроженка Южной и Центральной Америки, акация настоящая (Acacia Julibrissin ), акация серебристая (Acacia dealbata ), произрастающая на Кавказе и у нас ошибочно называемая мимозой.

Мотыльковые или собственно бобовые растения составляют основное большинство семейства и распространены во всех климатических зонах. Именно ним относятся широко известные овощные и кормовые культуры, такие как горох, бобы, соя, фасоль, а также клевер, люцерна, вика и т.д.

Описание бобовых растений – семена, листья, корни

Из-за огромного разнообразия видов трудно дать единую характеристику бобовых растений, однако все они имеют ряд отличительных признаков, по которым и относятся к одному семейству.

Главная характерная черта семейства бобовых – особое строение плода, по научному называемого боб, а в сельскохозяйственной литературе или обиходе – стручок. Он представляет собой одногнездный плод с двумя створками. Внутри боба семена прикреплены к створкам четные через нечетные. У большинства видов плод многосемянный, у некоторых – односемянный. При созревании плод раскрывается по одному (для представителей цезальпиевых) или двум швам. Бобы бывают разнообразной формы и размеров, самый большой – у энтады лазащей, вырастающий до 1,5 м, он одновременно является самым крупным плодом в мире. Фото бобов или стручков одного из типичных растений семейства приведено ниже.

У всех бобовых растений цветки неправильные, двусимметричные, собраны в верхушечные или пазушные соцветия, кисти или головки. Количество цветов в соцветии может быть разным, вплоть до одного, но тогда большого размера. Самый характерный, по форме похожий на летящего мотылька, цветок имеется у мотыльковых, за что подсемейство и получило свое имя.

По внешнему виду он также напоминает лодку, в связи с чем каждый лепесток получил определенное название. Самый крупный, непарный называется парус (vexillum), пара следующих, более узких, симметрично расположенных, носят название весла или крылышки (alae ), и два последних, сросшихся вдоль своего нижнего края, названы лодочкой (carina). Внутри лодочки размещен пестик в окружении 10 тычинок, у большинства видов 9 из них срослись вместе, одна расположена отдельно.

У представителей подсемейства цезальпиевых цветки менее неправильные, два нижних лепестка не срастаются лодочкой, и тычинки все свободны, не образуют единую пластинку. Мимозовые еще более отличаются по строению цветков, они почти правильной формы, мелкие, собраны в плотные головки, иногда кисти, имеют от 4 до 6 частей, у большинства растений — 5. Количество тычинок может быть от 4 до неопределенного числа.

Листья большинства бобовых сложные, перистые или лапчатые, расположены парами, от одной до 20 и более.

Часто имеются прилистники, иногда по размерам превышающие листья, на черешках которых у многих видов образуются простые или ветвистые усики.

Корни бобовых растений

Характерная особенность корней бобовых растений — наличие на них клубеньков, особых наростов, являющихся колониями азотфиксирующих бактерий, которые проникают из земли в клетки корня, вызывая разрастание его тканей.

В ходе жизнедеятельности бактерии поглощают из атмосферы азот и переводят его в доступную для растения форму.

Такой азот не только используется для роста и развития растения-хозяина, но и накапливается во всех его частях, выделяется в грунт.

Отдельные виды бобовых за год возвращают в почву не менее 100-140 кг азота, что делает их основными культурами для рекультивации земель.

Клубеньковые бактерии присутствуют на корнях большинства (70 %) мотыльковых, у части мимозовых и 10-15 % цезальпиевых растений.

Состав бобов: витамины, масла, белки, крахмал и другие вещества

Роль бобовых в жизни человеческой цивилизации трудно переоценить. По значимости для мировой экономики они уступают только зерновым культурам. Представители этого семейства — не только пищевые растения, составляющие неотъемлемую часть рациона многих народов с древнейших времен, но и кормовые, декоративные, технические, лекарственные, медоносные культуры, источник ценной древесины.

Основное большинство используемых в пищу бобовых растений относится к подсемейству мотыльковых. Это в первую очередь соя, широко распространенный продукт питания во многих странах, а также горох, различные виды бобов и фасоли, чечевица, нут, арахис, маш и т.д. Их питательная ценность обусловлена составом бобов, которые богаты протеинами, содержат большое количество крахмала, многие виды накапливают в плодах растительное масло. В горохе, например, белка содержится до 27%, в чечевице – до 32%, а в сое до 40%, у отдельных сортов и до 48-50% от общей массы плодов. Таким образом, бобовые, в особенности соя, являются дешевым заменителем мясных продуктов не только для бедных слоев населения планеты, но и для тех, кто придерживается определенных диет, ограничивающих употребление мяса. Ряд представителей семейства, в частности, соя и арахис, используются для промышленного получения растительного масла. По количеству производимого масла арахис находится на втором месте в мире, после хлопчатника.

В тропических странах перспективными пищевыми культурами считаются бобовые с подземными клубнями. По количеству крахмала и белка, а также урожайности такие растения превосходят картофель и ямс. Например, у пахиризуса вырезного, родиной которого является Мексика, и бразильского пахиризуса клубневого отдельные клубни вырастают до 8 кг.

Бобовые овощи являются важным источником витаминов A, C, PP, и особенно витаминов группы B: B1, B2, B6, благотворно влияющих на сердечно-сосудистую систему. Содержащаяся в них клетчатка помогает работе кишечника, вызывает быстрое насыщение, а присутствующие в белке аминокислоты и лизин укрепляют иммунитет. Еще одно преимущество бобовых – то, что они не накапливают нитратов и токсических веществ.

Представители подсемейств мимозовых и цезальпиниевых не так распространены среди пищевых культур, как мотыльковые растения, но и среди них есть широко культивируемые виды. В качестве примера можно привести тамаринд, выращиваемый ради плодов, в состав которых входит до 40% сахаров, витамин C, лимонная, виннокаменная кислоты. В странах Средиземноморья также широко используются плоды рожкового дерева.

Многие виды семейства бобовых являются важнейшими кормовыми культурами. По занимаемой площади первое место в мире занимает клевер. Не менее распространены различные виды люцерны, по кормовой ценности даже превосходящие клевера. Еще один представитель семейства — верблюжья колючка, основное пастбищное растение пустынь и полупустынь Средней Азии. К менее распространенным кормовым бобовым культурам относятся некоторые низкоалкалоидные сорта люпина, эспарцет посевной, в Китае, Канаде и США с этой целью культивируют донник белый.

Все перечисленные выше кормовые растения относятся к подсемейству мотыльковых. В последние годы в этом качестве для тропиков все более широко используются некоторые представители подсемейства мимозовых. Это в первую очередь ряд африканских видов акаций, в частности, акация беловатая, а также растения рода прозопис. Особенно перспективным в этом плане является дерево леукена светлоголовчатая (Leucaena leucocephala ), родом из Центральной Америки, культивируемое сейчас в тропических странах почти повсеместно. Получаемая от него зеленая масса по питательной ценности не уступает люцерне, а урожайность выше в 1,5 – 2 раза.

Ряд представителей семейства – ценные лекарственные растения. Например, кассия широко используется как диуретическое и слабительное средство, из софоры японской получают рутин, её применяют в виде настоя для промывания и орошения гнойных ран и язв. Корень солодки голой и солодки уральской — сырье для медицинской и пищевой промышленности.

Среди многочисленных представителей бобовых имеются декоративные растения, цветы, деревья и кустарники, некоторые тропические виды служат источником ценной древесины розового, красного, темно-коричневого цвета, ряд африканских акаций используют для получения гуммиарабика, натурального клея. Многие бобовые выделяют камедь, применяемую в текстильной, лакокрасочной, пищевой промышленности.

Бобовые – это огромное семейство двудольных растений (деревья, лианы, кустарники, полукустарники и травы), относящиеся к порядку Бобовоцветные, класс Двудольные, отдел Цветковые, царство Растения, домен Эукариоты.

Некоторые растения из этого семейства человек использует в качестве пищи, некоторые как декоративные, а некоторые для восстановления земель.

Что такое «боб»?

В первую очередь это плод, имеющий вытянутую форму и состоящий из двух тонких створок, между которыми располагаются семена. Размер плода бобовых может вместиться в ладошке, а может достигнуть огромных размеров.

Горох

Entada из подсемейства Мимозовые

В состав семейства Бобовые входит 24505 видов растений и делится оно на три подсемейства: Цезальпиниевые, Мотыльковые и Мимозовые.

Цезальпиниевые (Caesalpinioideae)

1 Цезальпиниевые (Caesalpinioideae), представляющие собой в основном деревья, растущие в тропиках, за исключением рода Кассия, который включает кустарники и травы, очень важен для медицины. Делятся на четыре трибы: Цезальпиниевые, Кассиевые, Багряниковые, Детариевые.

a) Цезальпиниевые (Caesalpinieae)

Цезальпиния (Caesalpínia) – названа в честь итальянского врача Андреа Чезальпино в 1703 году. Растет только в теплых регионах. Это декоративное растение высотой до 6 метров.

Сaesalpinia-pulcherrima

Caesalpinia pulcherrima

Цезальпиния бондук (Caesalpinia bonducella) — чаще всего это лиана, достигающая в высоту до 15 метров. В основном растет в Азии, Африке , Южной Америке . Используется в народной медицине, так как из её семян получают противолихорадочное средство.

Кольвиллея

Parkinsonia

Peltophorum

Цезальпиния ежовая (Caesalpinia echinata) растет только на востоке Бразилии. В связи с вырубкой в дикой природе этот вид дерева можно встретить очень редко. На стволе её есть острые наросты. Поэтому ее и назвали ежовой.

В высоту растет до 30 метров. Раньше ствол этого дерева применяли для получения красителей. Относится к ценным породам деревьев.

b) Cassieae - Кассиевые

c) Багряниковые (Cercideae)

Багряник растет в Китае.

Баугиния (Bauhinia) распространена по всему свету.

d) Детариевые (Detarieae)

Brownea

Мотыльковые (Faboideae)

2 Мотыльковые (Faboideae), которые растут в основном в умеренном поясе в виде травянистых растений, многие из которых мы употребляем в пищу, такие как горох, фасоль, соя, арахис. В тропиках это деревянистые растения в виде лиан.

Глициния (Wistéria) — вьющиеся древовидные субтропические растения – листопадные лианы. Растут в Японии и Китае, а так же используются как декоративные растения по всему миру.

Robinieae робиния

Мимозовые (Mimosoideae)

3 Мимозовые (Mimosoideae), насчитывающие до 1500 тысяч видов и растущие в субтропической и тропической зонах. В основном это деревья и кустарники, имеющие лекарственное значение, древесина которых является очень ценной для человека.

a) Acacieae - Акациевые

В основном растут в Мексике, Африке, Азии, Австралии .

Acacia dealbata серебристая

Acacia pycnantha золотая акация является цветочной эмблемой Австралии

Acacia linifolia

Acacia_brachystachya

Акация серполопастная (Acacia drepanolobium) растет в Африке. Это единственный вид акаций, на котором живут муравьи. Они селятся в раздутых полостях колючек. Воздух, попадая в них, издает свист и тем самым отпугивает животных.

b) Инговые (Ingeae)

Albizia

Zygia

Archidendron

Calliandra

c) Мимозовые (Mimoseae)

Dichrostachys

Parkia

Pentaclethra

Elephantorrhiza

Mimosa pudica

Растения семейства Бобовые

Семейство Бобовые играют важную роль в жизни людей. Одни виды служат декоративным украшением и дают нам ценную породу древесины, другие незаменимы в медицине, а третьи являются очень вкусной и питательной пищей.

Если Вам понравился данный материал, поделитесь им со своими друзьями в социальных сетях. Спасибо!

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.

Плод

Плод у бобовых — боб. Семена в нём располага-ются на двух створках и покрыты плотной кожурой, благодаря которой они сохраняют всхожесть в тече-ние нескольких лет .

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.

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.

Декоративные бобовые

Широко известны и декоративные виды бобо-вых — люпин, душистый горошек, глициния .

Многочисленное семейство Мотыльковые распространено в широтах с умеренным или тропическим климатом. К нему относятся зелёные растения с узнаваемыми цветками.

Описание и значение

Мотыльковые или Бобовые - подсемейство и семейство покрытосеменных или цветковых растений. Относятся к классу Двудольные. Насчитывает около 18 тысяч видов. Распространены однолетние (фасоль) и многолетние (клевер) травянистые представители семейства. Реже встречаются кустарники (жёлтая акация) и деревья (африканское розовое дерево).

Рис. 1. Жёлтая акация.

Некоторые виды бобовых растений культивируются в качестве пищи или сырья для лекарственных средств. Примеры растений для разных нужд:

• пищевые - использование в рационе человека - чечевица, бобы, горох, фасоль, соя, арахис;
• кормовые - прокорм для скота - клевер, люпин, люцерна, вики, верблюжья колючка;
• лекарственные - производство микстур и таблеток от кашля, гипертонии, запора, глистной инвазии - солодка, донник жёлтый, сферофиза, термопсис;
• технические - производство лаков, масла, клея (дрок красильный), а также инсектицидов (деррис, софора, лонхокарпус);
• декоративные - облагораживание жилых мест - акация, глициния, душистый горошек.

Многие представители семейства являются отличными медоносами, из нектара получается ароматный мёд.

Морфология

Характерный отличительный признак мотыльковых растений - венчик мотылькового типа. Лепестки частично срощенные, образуют несимметричный венчик и напоминают мотылька или лодочку. Выделяют парус или флаг (крупный лепесток), вёсла или крылья (боковые) и лодочку или киль (сросшиеся). Такое устройство венчика защищает цветок от неэффективных опылителей - мух и бабочек. Чтобы добраться до нектара следует раздвинуть лепестки, а это под силу более сильным насекомым, например, шмелям. При сборе нектара насекомое садится на лодочку и трётся брюшком о горизонтально расположенные тычинки, собирая пыльцу.

Рис. 2. Цветок в форме мотылька.

Подробная характеристика всех частей мотылькового растения представлена в таблице.

ТОП-3 статьи которые читают вместе с этой

Рис. 3. Листья с усиками.

На корнях азотофиксирующие бактерии, проникающие из почвы, образуют клубеньки. Бактерии получают из корней органические вещества и воду и снабжают растение азотом. Именно благодаря бактериям Мотыльковые насыщены растительным белком и после отмирания являются отличным азотистым удобрением.