Оборудование и материалы : гербарные образцы караганы (желтой акации), чины луговой, солодки голой, стальника полевого, кассии (сены) остролистной, аморфы кустарниковой, софоры японской, пажитника сенного, астрагала шерстистоцветкового, стереоскопический микроскоп.

Паспорт семейства

Родов – 450 (55), видов 12000 (750).

Цветок - Са (5) Со 1+2+(2) А (9)+1 G 1 .

Опыление – насекомыми.

Плоды – бобы. Распространяются животными, ветром, водой, автохоры.

ЖФР – многолетние и однолетние травы, кустарники и деревья.

Распространение – по всему миру.

Важнейшие роды – Astragalus , Caragana , Coronilla , Genista , Lathyrus , Medicago , Melilotus , Onobryhus , Oxytropis , trifolium , Vicia .

Культурные растения – Arachis, Cicer, Calega, Glycine, Indigofera, Mrdigcago, Phaseolus, Pisum, Robinia, Trifolium, Vicia.

Характерной особенностью строения растений этого семейства является мотыльковый тип цветка (рис. 100). Чашечка (7) сростнолистная, пятизубчатая, в основном, зигоморфная, остающаяся при плоде. Мотыльковый венчик (8), приспособлен к опылению насекомыми, имеет 5 лепестков: 3 из них вполне свободные: парус, или флаг (8, а), и 2 весла, или крыла (8, б), а 2 срослись верхушкой в лодочку (8, в). В лодочке размещаются завязь монокарпного гинецея (9) и андроцей (10) из десяти тычинок. Андроцей у большинства родов семейства имеет двубратственный андроцей: 9 тычинок срастаются до середины тычиночными нитями в трубку, а одна тычинка свободная. Цветки с прицветниками, собраны в кисть (6), головку, зонтик или колос. Плод – боб (11), обычно сухой, раскрывающийся, нераскрывающийся или распадающийся на членики. Семена (12) запасают в семядолях белок, крахмал, жирное масло. У большинства бобовых корневая система стержневая с клубеньками азотфиксирующих бактерий. Листья (2) очередные, сложные с прилистниками (3), иногда части листа видоизменяются в усики (4) или колючки (5).

Рис. 100. Характерные признаки бобовых.

Задание

Изучить представителей бобовых, различающихся строением вегетативных органов, цветков и плодов - донника, солодки голой, стальника, кассии, аморфы, астрагала и др. Описать их, руководствуясь общей схемой.

Зарисовать лист, соцветие, цветок, андроцей, плод.

В качестве образца изучают типичное мотыльковое растение – чину луговую (Lathyrus pratensis ) (рис. 101). Чина луговая – многолетнее травянистое растение с тонкими горизонтальными корневищами, от которых отходят придаточные корни и надземные побеги. Надземные побеги слабые, лианообразные, лазающие по другим растениям с помощью листовых усиков. Стебли тонкие, неясночетырехгранные, сильноветвистые, до 1 м длиной.

Рис. 101. Чина луговая:

1 – цветущий побег; 2 – цветок после удаления венчика; 3 – венчик в разобранном виде; 4 – тычинки в развернутом виде

Листья парноперистосложные, с одной парой листочков, вершина заканчивается простым или слабоветвящимся усиком. У основания листа располагаются крупные прилистники, похожие по форме и размерам на листочки. Простой усик и большие прилистники являются важными родовыми признаками чины.

Цветки чины луговой собраны в кистевидные соцветия по 2 – 10 на каждой. Изучают отдельный цветок. Чашечка сростнолистная, на вершине ее трубки находятся пять нитевидных зубцов. Зубцы неравные и трубка чашечки по краю несколько косая. Изучая венчик, отмечают, что он неправильный и верхний его лепесток значительно больше других. Для дальнейшего анализа цветка препаровальными иглами вскрывают чашечку вдоль и отодвигают в сторону. Верхний большой лепесток называется парусом или флагом. Чтобы рассмотреть взаимное расположение лепестков, разбирают венчик на части, начиная с паруса. Для этого, придерживая нижнюю часть цветка одной иглой, другой оттягивают парус назад. Парус соединен с боковыми лепестками. При отделении паруса откроется весь механизм его связи с боковыми лепестками. В нижней части отгиба паруса выступают небольшие выросты, которые входят в соответствующие им ямки, имеющиеся на боковых лепестках. Обхватывая боковые лепестки, парус прикрепляется к ним. Боковые лепестки цветка мотыльковых называются веслами или крыльями. Отделяют эти лепестки – весла, они по такому же принципу соединены с нижней частью венчика – лодочкой. Отделяют лодочку у основания и разворачивают ее совсем, по обе стороны от нее кладут весла, а сверху парус. В результате образуется венчик чины в разобранном виде.

Таким образом, околоцветник у чины двойной, пятичленный, чашечка сростнолистная, венчик раздельнолепестный, кроме двух лепестков, образующих лодочку. Цветок неправильный – зигоморфный. Тычинки срослись нитями и окружают своей трубкой пестик, одна остается свободной. Всего 10 тычинок, из них девять срослись, а одна свободная. Завязь длинная, столбик плоский, изогнутый. Столбик под рыльцем сплюснутый и на одной стороне покрыт сплошным рядом волосков. У основания пестик чины окружен нектароносным валиком. Препаровальной иголкой вскрывают завязь по вогнутому (брюшному) шву и увидят, что она одногнездная, семязачатков много и они располагаются двумя рядами вдоль шва. Формула цветка чины: Ca (5) Co 1+2+(2) A (9)+1 G 1 .

Плоды – бобы продолговатые, линейные, сплюснутые, при созревании чернеющие.

Зарисовывают лист, соцветие, цветок, андроцей, плод.

По такой же схеме исследуют, зарисовывают и описывают другие растения.

Донник лекарственный (М elilotus officinalis ) (рис. 102) – двулетнее травянистое растение со стержневым разветвленным корнем. Стебель прямой, высокий (до 2 м), в нижней части деревянистый, почти до основания ветвистый. Листья очередные, черешковые, тройчатые, верхний листочек на более длинном черешке, два боковых – почти сидячие. Листочки нижних листьев продолговато-обратнояйцевидные, листочки верхних листьев более узкие, продолговатые. Все листочки по краям пильчато-зубчатые, сверху сизовато-зеленые, снизу коротко опушенные, более бледные. Прилистники ланцетовидные, заостренные, цельные, у нижних листьев с 1-2 зубчиками.

При изучении анатомического строения листьев донника под стереоскопическим микроскопом видно, что клетки верхнего эпидермиса слабоизвилистые, а нижнего эпидермиса сильноизвилистые. Устьица расположены на верхней и нижней сторонах листа, они аномоцитного типа, т. е. окружены 3 – 5 околоустичными клетками. На верхней эпидерме имеются волоски двух типов: простые одноклеточные, грубобородавчатые, тонкостенные с заостренной верхушкой и железистые с многоклеточной головкой на короткой одноклеточной ножке. Кристаллоносная обкладка окружает главные и крупные боковые жилки (рис. 103).

Мелкие, многочисленные, мотылькового типа, поникающие цветки собраны в пазушные кисти. Чашечка до половины надрезана на продолговато-ланцетовидные доли. Венчик желтый, флаг почти равен крыльям, которые, которые немного длиннее лодочки. Андроцей двубратсвенный. Завязь голая, продолговатая, на короткой ножке, столбик слегка изогнутый. Формула цветка донника лекарственного: Ca (5) Co 1+2+(2) A (9)+1 G 1 .

Рис. 102. Донник лекарственный:

1 – цветущий побег; 2 – цветок; 3 – цветок с удаленным венчиком; 4 – лепестки венчика; 5 – андроцей; 6 – корень; 7 – плод

Плод – односемянный боб с шиловидным носиком, поперечными морщинками, нераскрывающийся.

Зарисовывают лист, соцветие, цветок, андроцей, плод и диаграмму.

Высушенная и обмолоченная измельченная трава донника лекарственного, собранная во время цветения, используют в качестве лекарственного средства и лекарственного сырья.

Рис. 103. Донник лекарственный:

фрагмент эпидермиса нижней (а) и верхней (б) сторон листа: 1 – клетка эпидермиса; 2 – устьице; 3 – место прикрепления волоска; 4 – жилка с кристаллоносной обкладкой; 5 – жележистый волосок; 6 – простой волосок

Стальник полевой (пашенный) (Ononis arvensis ) (рис. 104) – многолетнее травянистое растение с коротким многоглавым темно-бурым корневищем и длинными стержневыми деревянистыми корнями. Стебли прямые, или восходящие, ветвистые, опушенные простыми и железистыми волосками, в основании деревенеющие.

Листья на коротких черешках, очередные, нижние и средние тройчатые, верхние простые. Листочки овальные или продолговато-эллиптические, с зубчатыми краями, с обеих сторон железисто-опушенные, клейкие, со своеоб-разным запахом. Боковые листочки почти сидячие, средний – сравнительно на длинном черешке. Прилистники крупные, широкояйцевидные, стеблеобъемлющие, приросшие к крылатому черешку. Цветки розовые, сидят по два на коротких цветоножках в пазухах листьев. На концах стеблей и боковых ветвей цветки образуют довольно густые колосовидные соцветия. Чашечка колокольчатая, мохнатая, глубоко рассеченная на 5 линейно-ланцетовидных долей.

Рис. 104. Стальник полевой:

а – верхушка цветущего побега; б – корневище с корнем; в – плод

Венчик мотылькового типа, розовато-белый или бледно розовый. Флаг широкоэллиптический, суженный в короткий ноготок, крылья и лодочка короче флага. Тычинок 10, нити их срослись в трубку. Пестик с верхней одногнездной завязью, длинным, тонким, загнутым кверху столбиком и небольшим головчатым рыльцем. Формула цветка стальника полевого: Ca (5) Co 1+2+(2) A (10) G 1 .

Плод – широкояйцевидный, железисто-опушенный, более или менее вздутый двух-четырехсемянный боб, короче остающейся при нем чашечки.

Зарисовывают лист, цветок, андроцей, плод и диаграмму цветка.

При изучении препарата поперечного среза корня под микроскопом видно, что корень стальника имеет вторичное, непучковое, лучистое строение (рис. 107). Характерными диагностическими признаками являются одиночные или собранные группами лубяные волокна во флоэме, а в древесине располагаются группами волокна либриформа, вдоль которых находятся клетки с призматическими кристаллами кальция оксалат. В клетках паренхимы содержатся мелкие, простые и сложные крахмальные зерна.

Рис. 105. Поперечный срез корня стальника полевого:

а – схема поперечного среза; б – фрагмент поперечного среза; 1 – пробка; 2 – элементы коры; 3 – лубяные волокна; 4 – кристалл кальция оксалата; 5 – флоэма; 6 – камбий; 7 – сосуд древесины; 8 – сердцевинный луч; 9 – либриформ

Собранные осенью и высушенные корни культивируемого и дикорастущего стальника полевого используют в качестве лекарственного средства и лекарственного сырья.

Солодка голая (Glycyrrhiza glabra ) (рис. 106) –многолетнее корневищное травянистое растение. Стебли крепкие, прямостоячие, ветвистые, железисто-опушенные, до 50 – 100 см высоты.

Рис. 106. Солодка голая:

1 – цветущий побег; 2 – цветок; 3 – андроцей; 4 – корневище; 5 – плоды; 6 – семя

Корневище образует многоярусную подземную сеть, состоящую из переплетающихся горизонтальных и вертикальных участков. От короткого толстого корневища и вертикального главного корня, достигающего в длину 4 – 5 м и 10 см в толщину, отходят многочисленные длинные горизонтальные побеги (корневища), в свою очередь образующие побеги второго и последующих порядков. Корни проникают на глубину 7 – 8 м, доходя до уровня грунтовых вод. Древесина корня и подземных побегов имеет желтую окраску и сладкий вкус.

Листья очередные, непраноперистосложные, череш-ковые, с опадающими шиловидными прилистниками. Листочки эллиптические, продолговато-яйцевидные или ланцетные, цельнокрайние, клейкие от обильных железок.

Цветки мотыльковые, мелкие, собраны в пазушные колосовидные кисти. Чашечка острозубчатая, венчик беловато-фиолетовый.

Плод – продолговатый, слегка изогнутый 1 – 8-семянный боб, голый или усаженный железистыми шипиками.

Солодка голая произрастает в поймах и долинах рек степных и полупустынных районов южнее Самарской области и на востоке до границ Монголии.

Корневища и корни солодки голой, с. уральской, с. коржинского используют в качестве лекарственного средства и сырья.

Из семейства мотыльковых следующие виды являются фармакопейными, т. е., виды растений, разрешенные к применению в научной медицине: аморфа кустарниковая (Amorpha fruticosa ), астрагал шерстистоцветковый (Astra - galus dasyanthus ), кассия остролистная (Cassiaacutifolia ), копеечник альпийский (Hedysarum alpinum ), леспедеца копеечниковая (Lespedeza hedysaroidis ), пажитник сенный (Trigonella foenum - graecum ), софора японская (Sophora japonica ), софора толстоплодниковая (Sophora pachycarpa ), сферофиза солонцовая (Spheaerophysa salsula ), термопсис ланцетный (Thermopsis lanceolata ), т. очередноцветковый (Thermopsis alterniflora ).

К этому обширному семейству относится свыше 6 тыс. видов растений, которые наряду со злаками входят в состав растительности лугов и полей. Мотыльковые растения богаче, чем злаки, белковыми веществами и потому повышают питательность травы, сена и силоса. Присутствие мотыльковых растений в травостое увеличивает урожай зеленой массы и сена. Многие мотыльковые возделываются для получения питательного корма (кормовые бобы, клевер, люцерна, эспарцет, сераделла).

Другие возделываются для получения семян, идущих в пищу человеку (горох, фасоль, чечевица, соя). Некоторые мотыльковые (например, люпин, сераделла) специально возделываются на полях с целью удобрения почвы азотом воздуха, так как в клубеньках мотыльковых растений скопляется множество клубеньковых бактерий, усваивающих азот из воздуха. Сладкий люпин используется как ценное кормовое растение.

Мотыльковые это травы, кустарники или деревья с очередными перистыми или тройчатыми, редко пальчатыми листьями с прилистниками. Цветки обоеполые, 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 в мире.

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

Мукуна. Семейство мотыльковые. Фото: Ton Rulkens

Dioclea. Фото: Alex Popovkin

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 СНГ(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.

Есть среди мотыльковых и крупные деревья. В умеренной зоне - робиния - белая акация, в тропиках - эритрина. Если представить себе дерево высокое, как тополь, с тройчатыми листьями, как у клевера, колючее, как шиповник - это и будет эритрина. «Эритрина» по-русски - красная. Все у нее красное: и семена в бобах, и цветки, вдесятеро более крупные, чем у гороха. Мелкими цветки быть не могут. Опыляются не какой-нибудь мелочью вроде пчел или колибри, а воронами.

Чтобы вороне было удобно сидеть на цветке и опылять его, цветки перевернуты «вверх ногами». Огромный парус, главный лепесток, как посадочная площадка, выдвинут вперед. Все соцветие крепкое, пружинистое. Нижние цветки распускаются позднее верхних. Когда они еще в бутонах, то сидят тесно, и это еще больше укрепляет соцветие.

Ворона садится и, привлеченная нектаром, приступает к завтраку. Нектар не очень сладкий, даже немного водянистый, но на это есть свои причины. В тех местах, где дуют муссоны и где обязателен сухой сезон, эритрина снабжает напитком не только ворон, но и других зверюшек. Даже белок. Изнывая от жажды, все они скапливаются у источника влаги, потому что цветет эритрина как раз во время сухого сезона. Будь нектар сладким, как мед, им бы не напиться. Нектара образуется так много, что он постоянно капает из соцветий. За это эритрину прозвали «цветком плачущего ребенка».

Каждый цветок живет три дня. Но нектар подается только утром первого дня. Тщетно тычут птицы клювом между тычинок. Зато пыльца высыпается им на голову. Замечательно, что запаха цветки не имеют, а отбоя от посетителей нет.
У некоторых эритрин семена наполовину красные, наполовину черные. Е. Корнер думает, что такие семена раньше были черными с красным присеменником - арилом. Затем арил исчез, но красная окраска его передалась самому семени как средство, без которого трудно заманить распространителей семян.

Не менее привлекательная своими цветками глирицидия подзаборная. Они у нее розовые и висят долго, почти полгода - с декабря по май. Заметили ее еще ацтеки задолго до прихода испанцев. Росла она в лесах от Мексики до самой Колумбии. Лесное дикое какао росло под глирицидией гораздо лучше, чем в садах у ацтеков. Тогда ацтеки стали сажать вместе с какао глирицидию. Крона ее рыхлая, сквозистая. Свет задерживает ровно настолько, чтобы солнце не опалило какао, и пропускает достаточно, чтобы подзащитный не зачах. Вдобавок, как всякое бобовое дерево, удобряет почву. Ацтеки назвали глирицидию «мать какао». Второе имя - «смерть мышам и крысам» - глирицидия получила за то, что соком семян, листьев и корней травили назойливых грызунов.
Третье, научное имя - подзаборная - дали ботаники. За то, что деревце давало отличные живые заборы. Сажали его и вдоль дорог. Когда отцветали цветки, деревья украшали зеленые бобы, которые постепенно чернели. Бывает, что на деревья навалилась тля. Эти мелкие насекомые сосут сок листьев и сами выделяют сладкий сироп. На сироп стекаются муравьи и приносят споры черных грибов. Грибы разрастаются на листьях черными пятнами и листья опадают.

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.

Мотыльковые близки к мимозовым и цезальпиниевым (особенно к цезальпиниевым. Собственно, от последних их отличает только срастание нижних лепестков в лодочку и образование тычиночной трубки. Однако последняя имеется не у всех представителей, степень же срастания лепестков также весьма различная. Имеются роды, занимающие промежуточное положение между цезальпиниевыми и мотыльковыми.

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.

Что мы узнали?

Растения семейства Мотыльковые (Бобовые) отличаются цветками в форме мотыльков, используются в качестве пищи для человека и скота, сырья для медицинских и технических нужд. Растения насыщены азотом и являются богатым источником белка.

Тест по теме

Оценка доклада

Средняя оценка: 4.7 . Всего получено оценок: 229.

, 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

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.