Семейство бобовых

Биоэкологическая характеристика
Бобовые – деревья, кустарники, кустарнички, полукустарники и травы (подсемейство Мотыльковые). Большинство мимозовых и многие цезальпиниевые имеют дважды парноперистосложные листья. Непарного-перистосложные и тройчатосложные листья обычны у мотыльковых Некоторые тропические бобовые замечательны очень большими листьями. Иногда верхние листочки или большая часть из них превращены в усики (как у гороха).
Форма и размеры чашечки бобовых довольно значительно варьируют. Мотыльковый венчик состоит из более крупного верхнего лепестка – флага, который охватывает в почке все остальные лепестки и несколько противостоит им в распустившемся цветке; два боковых лепестка образуют крылья, а самые внутренние, срастаясь в верхней половине или слипаясь, образуют лодочку, заключающую тычинки и завязь. Флаг служит в основном для привлечения насекомых. На нем, особенно при основании, нередко замечаются дополнительные метки в виде ярких прожилок. Привлеченное ярким флагом или ярким цветком в целом, насекомое садится на край лодочки или чаще на одно из крыльев и стремится ввести хоботок к основанию тычиночных нитей к запасам нектара. При этом лепестки лодочки или крылья под тяжестью насекомого и его активных движений отгибаются, совершая одновременно колебательные движения в такт движениям тела насекомого. Все лепестки начинают реагировать как единая система. Под влиянием движений насекомых флаг отгибается назад, крылья отходят вниз и в стороны, а тычинки и гинецей вследствие известной упругости сохраняют горизонтальное положение и входят в соприкосновение с брюшком насекомого. Когда насекомое улетает, отогнутые лепестки возвращаются в прежнее положение и тычинки и гинецей укрываются в лодочке (рисунок 1).
Рисунок 1. Строение цветка (на примере гороха)
Соцветия у бобовых могут быть как верхушечными, так и пазушными, чаще бокоцветными - кистью или метелкой, реже верхоцветными. Количество цветков в соцветии иногда уменьшается, вплоть до единственного цветка, но при этом размеры цветка, как правило, увеличиваются (камензия). Разумеется, крупный цветок требует соответствующих опылителей. Плотные соцветия, состоящие из множества мелких цветков, обычны для большинства мимозовых.Части их цветков, как правило, ярко окрашены. Тычинки становятся жесткими и выступают из венчика. Они производят избыточное количество пыльцы, или цветки выделяют очень много нектара. Все это делает щетковидные или шаровидные соцветия мимозовых привлекательными для самых разнообразных насекомых и животных (мухи, бабочки, осы, пчелы, шмели, мелкие птицы, летучие мыши). Эффективность опыления, таким образом, обеспечивается массовостью опылителей, которые иногда привлекаются своеобразным резким запахом цветущих растений.
Цветки бобовых в большинстве случаев обоеполые, но однополые цветки у ряда представителей все же известны. В частности, однополы (однодомные и даже двудомные цветки) несколько видов деревьев из родов гледичия и гимнокладус широко культивируемых в субтропических странах. Чаще всего цветки бобовых имеют 10 тычинок, которые расположены в 2 круга. Иногда на ранних стадиях развития первичные бугорки, дающие начало тычинкам, расщепляются и количество тычинок увеличивается во много раз. Расщепление особенно характерно для мимозовых, в цветках которых иногда насчитывается до несколько сотен тычинок.
Тычинки мотыльковых, как правило, срастаются, но различным образом и это определяв 1 ряд биологических особенностей цветка. Чаще всего срастающиеся тычинки образуют незамкнутую сверху трубку, и насекомые легко вводят свой хоботок, доставая нектар, которые скапливается в ней. В замкнутую трубку хоботок ввести обычно не удается, и нектар либо скапливается вне трубки, либо вообще не образуется и главным привлекающим агентов будет обильная пыльца.
Формула цветка: Ч5 Л1+2+(2) Т (9+1) П1.
Для подавляющего большинства бобовых свойственна энтомофилия (перекрестное опыление). Роль опылителей при перекрестном опылении выполняют разнообразные насекомые, причем механизм опыления нередко бывает весьма тонким. Самоопыление свойственно сравнительно немногим бобовым. Самоопыляются горох, чечевица, виды люпинов и астрагалов. Иногда встречается клейстогамия, т. е. самоопыление внутри нераскрывшихся цветков. Ветроопыление известно у тропического рода хардвикия из подсемейства цезальпиевых. Летучие мыши посещают крупные соцветия ряда мимозовых.
Плод бобовых, называемый бобом, развивается из единственного плодолистика. Он очень разнообразен по морфологическим и анатомическим особенностям, которые носят чисто приспособительный характер. Редко плод состоит из нескольких бобов (у представителей семейства с цветками, имеющими несколько плодолистиков). При созревании плодов часть семян абортируется, что зависит от ряда экологических факторов (недостаточность опылителей, засуха) и резко повышается при самоопылении. Бобы самых разных размеров. Семена бобовых без эндосперма или со скудным эндоспермом (у мотыльковых обычно без эндосперма). Запасные питательные вещества откладываются непосредственно в семядолях. Снаружи семена покрыты плотной блестящей семенной кожурой, что в природных условиях позволяет семенам некоторых видов сохранять всхожесть в течение десятков лет. У части видов бобовых семена прорастают, вынося семядоли над землей (надземное прорастание). Подземное прорастание считается более совершенным, так как обеспечивает семядолям защиту от поедания животными, вытягивания, колебаний температуры и так далее. Этот тип прорастания свойствен некоторым фасолевым и другим родам (рисунок 3).
5715196215Рисунок 3. Плоды бобовыхПримеры плодов бобовых:
1 типичный плод вики
2 разламывающийся боб копеечника
3 спирально закрученный боб люцерны
4 односемянной боб эспарцета
5 крылатый односемянной боб
красного сандалового дерева.
Биологическое разнообразие
В семейство Бобовые включают 23 535 видов, объединённых в 917 родов. 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. Стержневая корневая система, 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.
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.).
Фасоль обыкновенная. В диком виде фасоль неизвестна. Фасоль родом из Южной Америки. Широко возделывают во многих странах как зернобобовую и овощную культуру. Выращивают на Украине, в Молдове, Узбекистане и на Кавказе. Растение теплолюбиво и засухоустойчиво.
Употребление в пищу фасолевых блюд оказывает благотворное действие на нервную систему. Любители фасоли обычно выглядят спокойными и благодушными. Регулярное употребление фасоли препятствует образованию зубного камня. Это объясняется антибактериальными свойствами фасоли. Очень полезно употреблять фасолевые блюда при туберкулезе.
Активные компоненты фасоли оказывают благоприятное воздействие на сердечно-сосудистую систему. Входящий в состав фасоли цинк нормализует углеводный обмен в организме. Фасоль благотворно действует на мочеполовую функцию и способствует улучшению потенции. Зеленая фасоль обладает выраженным мочегонным эффектом, регулирует солевой обмен в организме. Ее употребление рекомендуется при подагре. Употребление фасоли в пищу усиливает секрецию желудочного сока и она чрезвычайна полезна как диетический продукт для больных гипоацидным гастритом.
Географическое распространение
Бобовые получили широкое распространение от Арктики до антарктических островов. По широте распространения представители подсемейства мотыльковых уступают только злакам. В большинстве стран тропического, умеренно-теплого климатов мотыльковые составляют значительную часть местной флоры. Лишь в холодном климате доля их участия сравнительно невелика. Это преимущественно тропические и отчасти субтропические растения. Во многих тропических странах мимозовые и цезальпиниевые являются заметными компонентами местной флоры. Севернее 40° с. ш. они встречаются редко. Так, в Средней Азии и на Кавказе известны немногие дикорастущие виды багряника, гледичии и мимозки. В южном полушарии некоторые мимозовые, представители рода прозопис, доходят в Патагонии до 56° ю. ш., однако общей картины – тяготения к тропикам и субтропикам – это не нарушает. Известно несколько современных центров видового разнообразия мимозовых и цезальпиниевых. В Австралии и Африке, например, обитает несколько сот видов акаций, а в Южной Америке – почти 400 видов кассии.
Значение бобовых в биосфере и жизни человека
Значение бобовых в природе Бобовые могут сосуществовать с клубеньковыми бактериями и, таким образом, они обогащают землю соединениями азота. Благодаря этому качеству их используют в севооборотах как предшественники овощных культур и пшеницы. Органика бобовых удобряет почву и улучшает структуру. Корни растений рыхлят почву. Так она становится пористой и защищенной от ветровой, водной эрозий.Бобовые прочно вошли в нашу жизнь. Они богаты на витамины и питательные вещества. К тому же данные растения достаточно разнообразны по видовому соотношению. Хозяйственное значение бобовых В пищу человек употребляет семена сои, фасоли, бобов, гороха, чечевицы. Их называют зернобобовыми культурами. Значение бобовых в питании обусловлено содержанием в их составе большого количества полезных элементов, которые благотворно влияют на организм. Так высокое содержание калия в фасоли выведению лишней жидкости из организма. Ее рекомендуют употреблять людям, которые страдают отеками через нарушение работы сердечно–сосудистой системы и почек. Также она полезна при заболеваниях суставов и повышенном кровяном давлении. Фасоль следует кушать деткам, школьникам и студентам, так как в ней достаточное количество фосфора, который способствует умственной деятельности. Некоторые бобовые, например, донник, являются ценным растением, дающим мед. Поэтому его часто сеют около пасек. Мед из донника белый или светло-янтарный и очень вкусный. Также ценными медоносами являются белая акация и люцерна. Акациевый мед считается самым лучшим в мире. Домашние животные охотно поедают люпин и донник, которые выращивает человек в качестве животного, зеленого корма. Из цветков акации производят парфюмерные изделия, обладающие изысканным запахом. Многие виды разводятся в качестве масличных культур – соя и арахис. Из них делают прекрасное масло. Лекарственное значение бобовых в жизни человека Среди бобовых большое количество лекарственных растений. Так, их солодки изготавливают препараты для лечения пищевых отравлений и заболеваний органов дыхания. К тому же его подземная часть слаще сахара в 40 раз, поэтому из нее делают халву. Также корни солодки помогают справиться с кашлем, бессонницей и излечить гнойные язвы. Донник является лекарством, которое предотвращает свертывание крови.
Список литературы
А.Г. Еленевский. Ботаника: Систематика высших, или наземных, растений: Учебник для студентов высших педагогических учебных заведений/ Еленевский А.Г., М.П.Соловьева, В.Н.Тихомиров. - Издательский центр «Академия». Москва, 2012г., 432с.
Т.О., Ильина. Большая иллюстрированная энциклопедия лекарственных растений - («Красота и здоровье») / Ильина Татьяна, серия: Красота и здоровье, Изд.: Эксмо. Москва, 2013 г., 209с.
Г.Л., Билич. Биология. Полный курс. В трех томах. Том 2. Ботаника/ Билич Г.Л., В.А. Крыжановский. - Издательство «Оникс». Москва, 2015г., 544с.