Цветок бобовых. Цветковые растения

Бобовые культуры очень полезны для человека, так как богаты клетчаткой, содержат витамин А и витамины группы В, железо, кальций, углеводы, белки, жиры и крахмал. В бобовых содержится даже больше белка, чем в мясных продуктах, поэтому они способны заменить мясо вегетарианцам.

Корневая система бобовых культур представляет собой корни с клубеньками на них, образующиеся при попадании азотфиксирующих бактерий. Они фиксируют азот, с помощью которого растение и почва получают питание.

А сейчас немного интересных фактов о бобовых:

• Так как бобы содержат в себе фолиевую кислоту и калий, то они способны оказывать чистящий эффект для крови и для организма в целом
• Содержание витамина В понижает вероятность заболеваний сердца, способствует улучшению пищеварения. Что немало важно для девушек, присутствие в рационе питания этого витамина улучшает состояние волос: они приобретают более пышную и крепкую структуру
• По версии диетологов, при употреблении каждый день 150 г бобовых понизится уровень холестерина в крови
• Родиной бобовых считаются Средиземноморские страны, откуда впоследствии они получили распространение по всему миру.

К самым распространенным бобовым культурам относятся:

• Люпин

Довольно популярный продукт бобового происхождения с высоким содержанием жира и белка, который имеет растительное происхождение. Именно поэтому соя входит в состав многих кормов для животных. Также применяется как заменитель продуктов животного происхождения.

Как уже было сказано, в сое содержатся белки, которые слабо чем уступают тем же белкам животного происхождения, поэтому ее часто употребляют в пищу вегетарианцы, которым необходимо восполнять отсутствие белков, не сумевших поступить в организм из-за отказа от мясной пищи.

Распространенное однолетнее растение, которое встречается, без малого, везде. Часто представляет собой сорняк, который растет вдоль дорог и там, где много мусора. Так как способна расти в самых неожиданных местах, непривередлива к почве, устойчива к морозам.

Цветы, как правило, одиночные, фиолетового или розового оттенка, реже – белые. Бобы светло-желтого цвета, широкие.

Всем известен данный вид бобовой культуры. Это настоящая кладезь различных витаминов, таких как В1, В2, В3, В6, С, Е, К и РР. О полезных свойствах этих витаминов можно прочесть на соответствующих интернет ресурсах.

Бобы, которые могут быть разными по величине и цвету, располагаются в стручках по 6-20 см в длину.

Чечевица считается одним из древнейших культурных растений.

Наиболее распространена красная и коричневая чечевица. После тепловой обработки, коричневая чечевица приобретает ненавязчивый ореховый запах. А красная чечевица нашла применение на азиатской кухне.

Так как данная культура не содержит жиров, ее могут употреблять в пищу люди, страдающие лишним весом. Плюсом является то, что благодаря содержащимся в чечевице углеводам, она дает чувство сытости на продолжительный промежуток времени.

Это многолетнее травянистое растение, высота которого варьируется от 30 до 70 см. имеет цепляющие взгляд яркие розово-пурпурные цветы, собранные в кисти. Плодом является боб.

С этого растения собирают светло-янтарного цвета мед, отличающийся своим ароматом и вкусом.

Для нашей страны выращивание данного вида бобовых не характерно. Преимущественно нут выращивают в Турции, Северной Америке, Мексике.

Для него характерен ореховый привкус. Его можно варить или жарить, подавать в качестве гарнира, добавлять в плов.

Плоды нута представляют собой мелкие бобы, имеющие коричнево-зеленый окрас и напоминающие по своей форме совиную или баранью голову. В сравнении с тем же горохом имеет более крупные размеры.

Так как относится к бобовой культуре, плод гороха – боб, который может иметь разную форму и цвет, в зависимости от сорта.

Имеет полый стебель от светло-зеленого до темно-зеленого цвета, с цепляющимися усиками. Содержит всего 55 ккал в 100 г продукта, поэтому считается диетическим продуктом. Однако в сушеном виде число калорий резко возрастает, так что в таком виде горох не рекомендуется в больших количествах людям, страдающим ожирением.

Люпин

Также носит название – «волчьи бобы». Отличается выносливостью и способностью впитывать вещества, которые впоследствии будут обогащать почву.

Листья растения собраны по 5-6 штук в розетке; белые, красные или фиолетовые цветы образуют длинные кисти (до 1 м). В высоту люпин способен достигать 1,5 м. соцветия похоже на бобы.

Всем хорошо знакомое растение, относящееся к семейству бобовых. Цветет с конца весны до начала осени. Растет преимущественно на лугах, в лесу на полянах. Встречается повсеместно.

Имеет тройчатые ярко-зеленые листья. При цветении образует ярко-розовые, реже – темно-красные, шаровидные головки.

Это однолетнее растение, способное достигать в высоту 180 см. имеет круглые белые цветки с темными пятнами на крыльях, собранные в соцветия.

Плод представляет собой боб. На одном растении может развиться 10-20 плодов, а в отдельных случаях даже больше.

Плюсом кормовых бобов является мощное прикрепление нижних плодов, так как это позволяет собирать урожай при помощи комбайнов и других сельскохозяйственных машин.

Носит название – земляной орех, отличительной особенностью которого является развитие плодов в земле.

Надземные цветки желто-оранжевого цвета, располагаются единожды или по 2-3 в пазухах листьев. Подземные цветки мелкие и бесцветные.

Бобы коконообразной формы с хрупкой красной или темно-/светло-коричневой оболочкой. Семена темно-красные или светло-розовые, удлиненно-овальные либо округлые.

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.

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.

Жителям стран умеренного климата с детства знакомы горох, фасоль, клевер, вика, белая акация. В тропиках общеизвестны «дождевое дерево», или саман (Samanea saman), и одно из красивейших деревьев мира - делоникс царский (Delonix regia, табл. 26), который иногда называют «пламенем лесов». Плоды рожкового дерева (Ceratonia siliqua) были излюбленным лакомством у народов, населявших страны Средиземноморья, а сою (Glycine max) культивируют в Китае уже несколько тысячелетий. Все эти растения, на первый взгляд столь различные, относятся к семейству бобовых, представители которого узнаются в природе по сложным листьям с прилистниками и характерному плоду, который ботаники определяют как боб. От латинского названия боба (legumen) происходит одно из названий семейства. Другое название (Fabaceae) связано с латинским именем рода Faba. Семейство принято делить на три подсемейства: мимозовые (Mimosoideae), цезальпиниевые (Caesalpinoideae) и собственно бобовые, или мотыльковые (Faboideae), главным образом на основе различий в строении цветка. Многие ботаники предпочитают рассматривать их как самостоятельные семейства.

Число известных сейчас родов бобовых около 700, а видов, вероятно, не менее 17 000. Среди цветковых растений лишь два семейства - орхидные и сложноцветные - превосходят бобовых по числу видов.

Бобовые - деревья (часто очень крупные, высотой иногда до 80 м), кустарники, кустарнички, полукустарники и травы (последние главным образом в подсемействе мотыльковых).

Весьма обычны вьющиеся формы, как травянистые, так и древесные. Высота измеренного растения компассии малаккской (Koompassia moluccana) составила 82,4 м, южноамериканской цедрелинги цепочковидной (Cedrelinga catenaeformis) - около 70 м, моры высокой (Mora excelsa) и афрормозии высокой (Afrormosia excelsa) - около 60 м. От стволов таких огромных деревьев в нижней части отходят мощные досковидные корни. Разумеется, не все бобовые достигают таких колоссальных размеров, но и среди сравнительно невысоких деревьев есть удивительные растения. Известно, например, что наиболее быстро растущим деревом в мире является бобовое из подсемейства мимозовых - альбиция серповидная (Albizia falcataria). Легчайшую в мире древесину, более легкую, чем древесина знаменитого бальсового дерева, дает эшиномене вирджинская (Aeschynomene virginiana).

На корнях большинства мотыльковых (около 70% видов), части мимозовых (10-15%), некоторых цезальпиниевых имеются клубеньки. Они весьма различной формы и возникают как разрастания паренхимной ткани корня вследствие внедрения и эндогенного расселения бактерий из рода ризобиум (Rhizobium). Изредка поселяются цианобактерии, например, в клубеньках клевера александрийского (Trifolium alexandrinum), обнаружен эндосимбионт носток точкообразный (Nostoc punctiforme). Ежегодно бобовые, живущие в симбиозе с бактериями, возвращают в почву не менее 100-140 кг/га азота. Интересно, что иногда клубеньки известны у одних групп, но отсутствуют у родственно близких, например клубеньковоносные виды рода хетокаликс (Chaetocalyx) и не имеющие клубеньков виды эшиномене (Aeschynomene).

Листья бобовых сложные, с прилистниками, нередко рано опадающими. Большинство мимозовых и многие цезальпиниевые имеют дважды парноперистосложные листья. Непарноперистосложные и тройчатосложные листья обычны у мотыльковых (редчайшее исключение тройчатый лист у африканского цезальпиниевого камензии вьющейся (Camoensia scandens, табл. 26). Парноперистосложный лист - главный тип листа у цезальпиниевых. Некоторые тропические бобовые замечательны очень большими листьями. Ось листа у одного из южноамериканских видов рода алекса (Alexa) достигает 1 м и несет несколько пар кожистых блестящих полуметровых листочков. Листья представителей подсемейства мимозовых никогда не достигают столь значительных размеров, но нередко состоят из сотен и даже тысяч отдельных пластиночек-листочков. Сравнительно редко встречаются листья вторичноупрощенные, у которых единственная пластинка представляет верхушечный нередуцированный листочек: роды аотус (Aotus) из Австралии, подалирия (Podalyria) из Южной Африки из подсемейства мотыльковых, немногие цезальпиниевые, например род палуэ (Paloue) или ложнопростые, где верхняя пара листочков срастается в один, как у баугиний (Bauhinia), церцисов (Cercis) и барклии сиренелистной (Barklya syringifolia). Такие листья складываются на ночь пополам. Иногда верхние листочки или большая часть из них превращены в усики (как у гороха и вики). Роль зеленого листа у видов чины безлисточковой (Lathyrus aphaca) выполняют крупные листовидные прилистники, тогда как их листовая пластинка редуцирована. При основании черешка и черешочков часто имеются особые утолщения - подушечки, с помощью которых под влиянием изменения тургора приводятся в движение листья и листочки (все мимозовые, цезальпиниевые и около половины мотыльковых). Листья и листочки таких растений способны совершать разнообразные настические движения или в простейших случаях складываться на ночь. Общеизвестна реакция на механическое раздражение листьев мимозы стыдливой (Mimosa pudica), а листья «телеграфного растения» - десмодиума (Desmodium motorium) - совершают прерывистые круговые движения.

Соцветия у бобовых могут быть как верхушечными, так и пазушными, чаще бокоцветными - кистью или метелкой, реже верхоцветными. У тропических и некоторых субтропических бобовых известны разные формы рамифлории и каулифлории, когда соцветия возникают на толстых ветках или даже стволах деревьев. Количество цветков в соцветии иногда уменьшается, вплоть до единственного цветка, но при этом размеры цветка, как правило, увеличиваются. Упоминавшаяся выше камензия вьющаяся имеет цветок, достигающий в длину 25 см. Разумеется, столь крупный цветок требует соответствующих опылителей. Камензия вьющаяся опыляется бабочками с очень длинным хоботком.

У «королевы» цветущих деревьев - бирманской амхерстии благородной (Amherstia nobilis), культивируемой в тропиках, два десятка ярких крупных цветков собраны в тридцатисантиметровое соцветие, которое поразительно красиво на фоне темно-зеленой листвы. Очень характерно головчатое соцветие клевера, как бы завершающее стебель. В действительности оно является боковым, но смещается в верхушечное положение в процессе роста. Иногда размеры цветков сравнительно невелики, но они собраны в плотные головчатые или щетковидные соцветия. Тем самым эффект зрительной привлекательности для опылителей увеличивается. 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.

Для подавляющего большинства бобовых свойственна энтомофилия. 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, некоторые вики. Иногда встречается клейстогамия, т. е. самоопыление внутри нераскрывшихся цветков. Ветроопыление известно у тропического рода хардвикия (Hardwickia) из подсемейства цезальпиниевых. В тропиках и изредка в умеренной зоне в опылении участвуют птицы и летучие мыши. Летучие мыши посещают крупные соцветия ряда мимозовых. Орнитофильны некоторые цезальпиниевые с крупными цветками, например виды родов ангилокаликс (Angylocalyx), алекса (Alexa), кастаноспермум (Castanospermum), эритрина (Erythrina) и др. Для привлечения птиц в цветках эритрин выделяется такое количество нектара, что в США в некоторых местах их называют «cry-baby» - плачущий ребенок. Так как цветки эритрин перевернуты, пыльца при вторжении птицы высыпается на ее спинку, к спинке же прикасается и рыльце. У некоторых австралийских мотыльковых, например у видов австралийского рода брахисема (Brachysema), опыление осуществляют птицы, стоящие на почве.

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 (Gleditsia, табл. 27) и гимнокладус (Gymnocladus), широко культивируемых в субтропических странах. Некоторые виды нептунии (Neptunia) и паркий (Parkia) замечательны тем, что часть цветков в одном соцветии имеет только тычинки, а часть только гинецей.

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 (рис. 97), Тычинки мотыльковых, как правило, срастаются, но различным образом и это определяет ряд биологических особенностей цветка. Чаще всего срастающиеся тычинки образуют незамкнутую сверху трубку, и насекомые легко вводят свой хоботок, доставая нектар, который скапливается в ней. В замкнутую трубку хоботок ввести обычно не удается, и нектар либо скапливается вне трубки, либо вообще не образуется и главным привлекающим агентом будет обильная пыльца.

Цветки тропической цезальпинии красивейшей (Caesalpinia pulcherrima) опыляются крупными бабочками. Эти бабочки, стремясь достать нектар из глубины венчика, задевают пылинки далеко выставляющихся тычинок и переносят высыпавшуюся при этом пыльцу на выступающие рыльца других цветков. Сходно осуществляется опыление у ряда орнитофильных мотыльковых из родов алекса, кастаноспермум и ангилокаликс. Здесь тычинки подобным же образом далеко выставляются из венчика. Изредка часть тычинок в цветках бобовых превращена в ярко окрашенные стаминодии. В соцветии нептунии наполненной (N. plena) наряду с чисто женскими, чисто мужскими и обоеполыми цветками имеются цветки, несущие только стаминодии.

Гинецей бобовых большей частью состоит из одного плодолистика, однако известно несколько архаичных родов, в цветках которых находят от 2 до 16 свободных плодолистиков, обычно сидящих на особой подставке - гинофоре. Таковы, в частности, виды родов архидендрон (Archidendron) и афонсея (Affonsea) из мимозовых, некоторые кассии (Cassia) из цезальпиниевых и даже некоторые мотыльковые.

Число семязачатков в завязи варьирует от 2 до 15-20, но представители некоторых родов имеют всего один семязачаток. Мимозовые и цезальпиниевые довольно четко отличаются от мотыльковых. У первых семязачатки в большинстве анатропные, тогда как у мотыльковых кампилотропные или гемитропные, битегмальные или редко унитегмальные.

Форма и размеры чашечки бобовых довольно значительно варьируют. У сараки индийской (Saraca indica), помимо чисто защитной роли, которую чашечка выполняет, когда цветок находится в бутоне, ее ярко окрашенные лопасти (почти у всех бобовых чашечка в той или иной мере сростнолистная) привлекают насекомых-опылителей, заменяя отсутствующие лепестки. У клевера мясокрасного (Trifolium incarnatum) зубцы чашечки бесплодных цветков выполняют роль двигательного аппарата, меняя положение под влиянием изменения влажности воздуха.

В подавляющем большинстве число лепестков 5, и лишь у некоторых представителей из разных подсемейств их меньше. Например, у видов рода аморфа (Amorpha) сохраняется только один. На первый взгляд лепестки видов из подсемейства цезальпиниевых и мотыльковых обычно кажутся свободными при основании, но на самом деле они чаще всего прикреплены к цветочной трубке, которая возникла из сросшихся тканей чашелистиков, лепестков и тычинок. Несомненно, у предков современных бобовых был довольно крупный открытый актиноморфный венчик, допускавший посещение цветков самыми разнообразными насекомыми и птицами. Такой венчик сохранился у части видов архаичного мадагаскаро-африканского мотылькового кадия (Cadia). Венчик мимозовых тоже актиноморфный, но обычно маленький, со сросшимися в трубку лепестками. Такая трубка дополнительно фиксирует положение жестких, выставляющихся тычинок. Цезальпиниевые и мотыльковые в подавляющем большинстве замечательны более или менее зигоморфным венчиком. Особенно характерен резко зигоморфный венчик для второго из названных подсемейств. По сходству с мотыльком он еще в XVI в. получил в ботанической литературе название мотылькового, и это название часто употребляется для обозначения подсемейства бобовых. 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. Не менее 95% видов мотыльковых имеют вышеописанный тип венчика. Отклонений от основного варианта известно немного, в частности несколько примитивных тропических мотыльковых и виды североамериканского рода аморфа, у которого из 5 лепестков сохранился только один - флаг. Замечательная стабильность мотылькового венчика, который является своего рода «биологическим замком», охраняющим запасы пыльцы и нектара от малоэффективных опылителей, связана с приспособлением к опылению пчелами и шмелями.

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, поскольку они связаны посредством ушек и горбиков, имеющихся у каждого из четырех лепестков. 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, опять же в силу главным образом пружинящего действия ушек, возвращаются в прежнее положение и тычинки и гинецей укрываются в лодочке.

Описанный тип механизма опыления распространен у многих мотыльковых, наиболее обычен, но не единственный. Иногда, например у видов лядвенца (Lotus), язвенника (Anthyllis), люпина (Lupinus), вязеля пестрого (Coronilla varia), края лодочки близ верхушки срастаются, образуя полый конус, в нижней части которого помещаются пыльники, а верхняя часть обычно заполнена зрелой пыльцой. При отгибании лодочки тычинки наподобие поршня выталкивают пыльцу, а при более сильном надавливании выступает и гинецей. У части виковых на рыльце или непосредственно под ним имеется особая щеточка, которая при отгибании лепестков «выметает» из лодочки пыльцу и наносит ее на тело насекомого.

Особенность механизма опыления цветков разных видов люцерны (Medicago) заключается в наличии обязательного элемента, называемого «триппингом» (англ. tripping - выключение, отключение). В определенный момент, когда пчела или шмель размыкают лепестки, гинецей, жестко связанный с ними (помимо ушка, на крыльях цветков люцерны имеется еще специальный зубец, упирающийся в лепестки лодочки), выскакивает из лодочки и ударяет в брюшко насекомого. Без удара о какой-либо более или менее твердый предмет последующее проникновение пыльцевых трубок в ткань рыльца невозможно и опыления не происходит. Явление триппинга надежно предохраняет растение от самоопыления.

Сильные и сравнительно тяжелые насекомые типа пчел и шмелей, а также птицы получают преимущества при мотыльковом типе венчика и специализированных механизмах опыления, а различные мухи и мелкие слабые бабочки обычно не являются достаточно эффективными опылителями. При этом возникает биологический замок, открывающийся при определенных условиях и надежно хранящий гарантированные определенным видам насекомых запасы пищи. Интересно, что имеет значение даже длина хоботка насекомого. Так, у многих клеверов длина тычиночной трубки составляет 9-10 см, что соответствует длине хоботка целого ряда шмелей и пчел. У обыкновенной пчелы хоботок короче, поэтому она лишь отгибает лодочку и собирает скопившуюся пыльцу, но при этом способствует перекрестному опылению. Советский энтомолог Э. К. Гринфельд (1955) установил, что во многих случаях пчелы оказываются даже более эффективными опылителями, чем шмели. При посещении только пчелами завязывается около 80% семян, а шмелями - 60% от количества посещенных цветков. Нередко короткохоботковые насекомые попросту похищают нектар, прокалывая покровы цветка снаружи. В этом случае опыление, разумеется, не происходит. Число насекомых, «ворующих» нектар, увеличивается весной и осенью, когда цветков сравнительно мало.

Плод бобовых, называемый бобом, развивается из единственного плодолистика. Он очень разнообразен по морфологическим и анатомическим особенностям, которые носят чисто приспособительный характер (рис. 98). 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. Рекорд величины боба, это одновременно и самый крупный плод в мире, принадлежит плодам энтады лазящей (Entada scandens), достигающим в длину иногда полтора метра.

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. Недавно появилось сообщение, что удалось вырастить нормальные растения люпина арктического (L. arcticus) из семян, пролежавших в вечной мерзлоте 10 000 лет. Это, по-видимому, своеобразный рекорд анабиоза, т. е. длительной жизнеспособности в состоянии глубокого покоя. Другой рекорд принадлежит южноамериканскому мимозовому море маслоносной (Mora oleifera). Это дерево имеет самые крупные в мире семена, длина которых достигает 15-17 см.

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, вытаптывания, колебаний температуры и так далее. Этот тип прорастания свойствен всем викам, некоторым фасолевым и другим родам.

Разнообразие способов распространения у представителей семейства столь велико, что мы отметим лишь немногие и самые характерные из них. Читателям, вероятно, известны факты, когда зрелый боб растрескивается, вскрываясь двумя створками, которые одновременно с силой закручиваются и разбрасывают семена почти на метр от родительского растения. Растрескивание связано с особым расположением волокон механической ткани в перикарпии. Подобным образом разбрасываются семена многих виковых и фасолевых. Птицы поедают мелкие плоды видов алисикарпуса (Alysicarpus) и отдельные членики членистых бобов некоторых десмодиумов (Desmodium), способствуя тем самым их расселению на значительные расстояния. Для плодов многих бобовых, распространению которых способствуют млекопитающие, характерны разнообразные выросты или шипики на перикарпии, выполняющие роль зацепок. Такие выросты описаны у ряда представителей солодки (Glycyrrhiza), у зорнии двулистной (Zornia diphylla) и у видов люцерны (Medicago), скорпиоруса (Scorpiorus) и мимозы (Mimosa). Мясистые бобы «таитянского ореха», инокарпуса съедобного (Inocarpus edulis), весьма обычного на многих островах Океании, распространяют крабы.

Важнейшую роль в процессах расселения бобовых играют вода и ветер. Крыловидные выросты перикарпия, а они известны у представителей нескольких десятков родов, позволяют иногда плодам планировать на десятки метров, как это отмечено у тропического дерева компассии малаккской (Koompassia malaccensis). Плоды пустынного аммодендрона Конноли (Ammodendron conollyi) скручены таким образом, что под влиянием малейшего движения воздуха легко передвигаются по поверхности песка. Морское течение распространяет плоды или части плодов видов цезальпиний (Caesapinia), софоры (Sophora), кассии (Cassia), афзелии двупарной (Afzelia bijuga) и др. Некоторые семена и плоды могут переноситься водой на сотни и тысячи километров. В 1921 г. А. И. Толмачев нашел остатки плодов и семян тропической лианы энтады лазящей близ островов Новая Земля у Югорского Шара, куда заходит последняя северная ветвь Гольфстрима. Не без основания полагают, что именно бобы этой лианы вселили древним нормандцам мысль о существовании Америки, которая фактически и была ими открыта до Колумба.

Ярко-красные или красные с черными отметками семена тропических видов аденантеры двуцветной (Adenanthera bicolor) и аденантеры павлиньей (A. pavonina), эритрины (Erythrina), ормозии (Ormosia), абруса (Abrus) привлекают диких голубей, попугаев и ворон, которые их охотно поедают и частично разносят. Семена синдоры (Sindora) и афзелии (Afzelia) снабжены мясистым ариллоидом, который сгрызают мыши и муравьи, одновременно растаскивая сами семена. Расселению бразильского вида клитории кайянолистной (Clitoria cajanifolia) способствуют слизистые выделения на их семенах.

Бобовые распространены очень широко - от Арктики до антарктических островов. По широте распространения представители подсемейства мотыльковых в целом уступают только злакам. В большинстве стран тропического, умеренно теплого и бореального климатов мотыльковые составляют значительную часть местной флоры. Лишь в холодном климате доля их участия сравнительно невелика. Известно, например, что во флоре острова Калимантан мотыльковые занимают по числу представленных там родов 6-е место, в Новой Каледонии - 3-е, на Марианских островах - 3-е, во флоре Бразилии мотыльковые уступают лишь четырем семействам, в Италии они на 5-м месте, а в Исландии и Гренландии, т. е. в холодном климате, только на 10. Примерно 10% видового состава флоры СССР приходится на мотыльковые (2-е место после сложноцветных). В СССР произрастает около 1000 видов самого крупного рода - астрагал (Astragalus).

Представители двух других подсемейств - мимозовые и цезальпиниевые - заметно уступают по широте распространения мотыльковым. 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 (Cercis), гледичии (Gleditsia caspia) и мимозки (Lagonychium farctum). В южном полушарии некоторые мимозовые, представители рода прозопис (Prosopis), 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 акации (Acacia, табл. 28), а в Южной Америке - почти 400 видов кассии.

Верхние высотные пределы распространения мотыльковых (цезальпиниевые и мимозовые почти никогда не переходят границу со среднесуточной температурой самого холодного месяца года, равной 0°С) нередко совпадают с пределами распространения цветковых растений. В Азии некоторые альпийские виды термопсисов (термопсис альпийский - Thermopsis alpina и термопсис вздутый - T. inflata), астрагалов, остролодочников (Oxytropis), копеечников (Hedysarum), страчия тибетская (Stracheya tibetica) поднимаются до 4500 и даже 5000 м над уровнем моря.

Способность адаптироваться к самым разнообразным природным условиям поразительна у мотыльковых. Они легко проникают во многие растительные сообщества и часто являются их эдификаторами. Считается, что в травостоях лесной и лесостепной зон мотыльковые составляют 10-20% всей массы. В заповеднике под Курском (Стрелецкая степь) на площади в 100 м2 среди 117 видов насчитывали 12 видов бобовых. В прериях Северной Америки, являющихся аналогами европейских степей особую роль играют разные виды мотыльковых из родов псоралея (Psoralea), астрагал, солодка и баптизия (Baptisia). Здесь же очень часты кустарниковые мимозовые из рода прозопис. Значительно участие мотыльковых в создании различных кустарниковых сообществ Средиземноморья и Западной и Средней Азии. Незабываемое впечатление производят сообщества нагорных ксерофитов, в которых большое участие принимают ксерофильные представители бобовых. Особенно впечатляющи плотные колючие, прижатые к земле подушки трагакантовых астрагалов и эспарцетов.

Многие бобовые великолепно приспособились к дефициту влаги на тяжелых и неплодородных глинистых почвах или на подвижных песках. У верблюжьей колючки (Alhagi pseudalhagi) корни достигают грунтовых вод на глубине 3-4 м, возможно, и больше, что позволяет растениям селиться в глинистых, каменистых и даже солончаковых пустынях. Длинные шнуровидные корни песчаных акаций (Ammodendron) хорошо удерживают растения на сыпучих песках Каракумов и Кызылкума, одновременно закрепляя их. Характерный саванный пейзаж создают ксерофильные с плоскими зонтиковидными кронами, мелколистные и колючие виды африканских акаций, паркий (Parkia) и брахистегий (Brachystegia). У австралийских ксерофильных акаций листья часто превращены в филлодии.

Во влажных тропиках и субтропиках бобовые часто входят в состав леса как основные породы. В среднегорных лесах Гавайских островов главным лесообразующим деревом является мотыльковое эдвардсия златолистная (Edvardsia chrysophylla). Два других вида этого рода - эдвардсия четырехкрылая (E. tetraptera) и эдвардсия мелколистная (E. microphylla) - занимают сходное место в лесах некоторых типов в Новой Зеландии. Крупный, длиной до 5 см, красивый цветок эдвардсии четырехкрылой избран национальным цветком этой страны. Интересно, что Гватемала получила свое название от местного имени характерного растения здешних, лесов - мироксилона бальзамоносного разновидности Перейры (Myroxylon balsamum var. pereirae).

Редкий во влажных тропиках случай однопородных лесов представляет мора высокая из мимозовых, образующая на острове Тринидад чистые леса с ровным древесным пологом. Сухие тропические леса и редколесья, так называемые «леса Чако» в провинциях Гран-Чако (Парагвай и Аргентина) и Юнгас (в предгорьях Аид в Боливии), едва ли не наполовину состоят из разных бобовых (чаще виды прозописа).

Общеизвестна выдающаяся роль бобовых в жизни человечества. По экономической значимости они уступают только злакам. Помимо весьма большой группы пищевых, среди бобовых много кормовых, технических, медоносных, лекарственных, декоративных, дающих ценную древесину представителей. Здесь мы остановимся лишь на некоторых важнейших сторонах использования бобовых, отмечая в большинстве случаев лишь основные применения каждого вида.

Наряду со злаками семена многих мотыльковых - это древнейшая составная часть человеческого рациона всех времен и почти всех народов. Семена мотыльковых исключительно богаты протеинами, причем одновременно содержат достаточные количества крахмала. Некоторые культивируемые виды накапливают в семенах много жирного масла (соя, арахис).

К числу главнейших культурных растений мирового значения относится соя (Glycine max). Неизвестный в диком виде, этот однолетник культивируется сейчас на площади 44,4 млн. га, причем примерно половина посевов размещена в США, а треть в КНР. Основные районы культуры в СССР - Приморский край, Украина и Северный Кавказ. Протеины сои по своему аминокислотному составу близки к протеинам мяса. Соевое масло (15-26% от массы семян) используют для производства конфет, соусов, соевого молока, а также при изготовлении маргарина, мыла, глицерина, лаков и красок. Соевый жмых - ценный концентрированный корм, богатый протеином (до 40%). Родина этой культуры, очевидно, Китай, где соя была известна не менее 4-5 тыс. лет назад. Из Китая она попала в Японию и Корею. В Европу завезена в конце XVIII в.

Фасоль обыкновенная (Phaseolus vulgaris) - одно из главных растений древнего земледелия Южной и Центральной Америки. В диком виде она неизвестна, но предполагают, что родоначальником культурной фасоли был дикий аргентинский вид фасоль аборигенная (P. aborigineus). Испанцы доставили фасоль в Европу после путешествий Колумба. В России ее выращивают с XVII - XVIII вв. Посевы фасоли на зерно (около 20 культивируемых видов из 200) составляют ныне около 23 млн. га. Главные ее производители - Индия, Бразилия, КНР, Мексика и Румыния. Зрелые семена фасоли содержат в среднем 24-27% протеинов, их употребляют отварными. Для приготовления различных кушаний во многих странах используют недозрелые бобы. В разных районах Америки возделывают тепари (P. acutifolius), которая была введена в культуру в Мексике не менее 5000 лет назад. В среднеазиатских республиках, кроме достаточно широко возделываемой фасоли обыкновенной, часто возделывают маш (Vigna radiata).

Земляной орех (Arachis hypogaea, рис. 99) - культурный вид мирового значения, родиной которого является Южная Америка. Под культурой занято около 19 млн. га. Основные площади сосредоточены в Индии, Китае и на Африканском континенте. Арахис ценится прежде всего из-за масла невысыхающего типа, которого в семенах содержится от 40 до 60%. Масло арахиса используют в консервной и пищевой промышленности, поджаренные семена, как известно, лакомство. Замечательна биология этого растения. Перекрестное опыление у него почти нацело утрачено; преобладают самоопыляющиеся, цветущие лишь один день цветки. Ножка оплодотворенной завязи и нижняя ее часть (гинофор) начинают расти за счет вставочной меристемы сперва вертикально, а потом изгибаются по направлению к почве. Достигнув почвы, гинофор проникает в нее, на нем появляется мицелий симбиотического гриба, после чего рост останавливается. Семена созревают на глубине 8-10 см, хорошо защищенные от действия сухого жаркого воздуха.

Горох (Pisum sativum) возделывают во многих странах земного шара. Посевная площадь гороха в мировом земледелии около 11 млн. га. Наибольшие площади в СССР (около 4 млн. га) и КНР. В диком виде горох не встречается, родиной его на основе археологических находок считают Переднюю Азию. Посевы гороха были широко распространены в Древней Руси. Зрелые семена - известный пищевой продукт. Недозрелые семена главным образом мозговых сортов и бобы консервируют. Семена, зеленая масса, сено, силос из гороха являются отличным кормом для скота.

Нут (Cicer arietinum) - однолетник, также неизвестный в диком состоянии, занимает более 10 млн. га и особенно широко культивируется в Индии и Пакистане. Белосемянные сорта обычно используют в пищу, прочие - на корм скоту.

В Средиземноморье начиная с каменного века широко возделывают конские (кормовые) бобы (Faba bona). Это нетребовательное к теплу влаголюбивое растение широко используется в Западной Европе как пищевое (всего в мире им занято 4,7 млн. га), но в СССР культивируется главным образом как кормовое.

Весьма перспективными для тропических районов считаются бобовые, образующие подземные клубни. В этих клубнях, помимо крахмала, содержатся значительные количества протеина (до 20%), чем они превосходят такие известные пищевые клубненосные растения, как кассава, картофель и ямс. Известны два вида «ямсовых бобов», отдельные клубни которых достигают 8 кг. Родина одного из них - пахиризуса вырезного (Pachyrhizus erosus) - Мексика, другого - пахиризуса клубневого (P. tuberosus) - Бразилия.

Пищевые достоинства представителей подсемейства цезальпиниевых и мимозовых значительно уступают таковым мотыльковых, однако и среди них есть виды, широко используемые в мировой экономике.

В плодах «цареградских рожков», или рожкового дерева (Ceratonia siliqua), широко культивировавшегося в Средиземноморье, содержатся камедь и сахара. В настоящее время наиболее крупные его плантации на Кипре. Родина тамаринда индийского (Tamarindus indica) в сухих саваннах Западной Африки, даже столица Сенегала Дакар названа от местного названия тамаринда («dakar»). Ныне тамаринд культивируют во всех тропических странах ради плодов, в кисловато-сладкой пульпе которых содержится 30-40% сахаров, лимонная, виннокаменная, уксусная кислоты и витамин С. Только в Индии для местного использования и экспорта ежегодно собирают свыше 250 000 т плодов.

Кормовое значение мотыльковых неоценимо. На первом месте в мире по занимаемой площади, несомненно, стоят виды клевера (Trifolium). Культивируются 12-15 видов, многие из которых уже неизвестны в диком состоянии. Наиболее древним видом клевера, по-видимому, является берсим, или клевер александрийский (T. alexandrinum). В СССР большое распространение получил клевер красный, или луговой (Т. pratense). В диком состоянии он произрастает по всей Европе, где его начали культивировать с XIV в. В СССР общая площадь посевов - около 8 млн. га. В Австралии основным пастбищным клевером еще в 20-х годах XX в. сделался средиземноморский вид клевер подземный (T. subterraneum). У этого вида имеется особое приспособление для переживания засухи: головки с клейстогамными, самоопыляющимися цветками, которые к концу цветения зарываются в почву, где бобы и созревают.

Не меньшее кормовое значение, чем клевера, имеют виды люцерн (Medicago). Кормовая ценность многих люцерн в среднем выше, чем у клеверов. Из большого числа культивируемых видов отметим прежде всего люцерну посевную, или синюю (М. sativa). Мировая площадь ее посевов более 20 млн. га. Люцерну опыляют исключительно насекомые, и, когда насекомых не хватает (на 1 га посева приходится около 500 млн. цветков), продукция семян резко падает. Менее распространены, но также культивируются как кормовые эспарцет посевной (Onobrychis sativa) и люпин желтый (Lupinus luteus). У последнего на корм используют только специально выведенные низкоалкалоидные сорта («сладкий люпин»). В засушливых районах США и Канады, а также в КНР в качестве хорошей кормовой травы широко культивируется донник белый (Melilotus albus). Весьма важным пастбищным растением пустынь и полупустынь Средней Азии является упомянутая верблюжья колючка, богатая сахарами, которые в жаркую погоду выделяются на стеблях и листьях в виде беловатого налета.

Наряду с мотыльковыми последние десятилетия важное кормовое значение для тропиков приобрели некоторые мимозовые. В этой роли выступают прежде всего некоторые африканские акации, главным образом акация беловатая (Acacia albida) и американские и афроазиатские виды рода прозопис (Prosopis). Особо перспективным считается широко исследуемое дерево леукена светлоголовчатая (Leucaena leucocephala). Родина этого вида леуцены - Центральная Америка, но сейчас он культивируется под тропиками почти повсеместно. Считается, что ценность получаемой от леуцены зеленой массы не уступает питательной ценности люцерны, но растение в 1,5-2 раза урожайнее последней.

Наиболее ценную в мире древесину дает перикопсис высокий, или золотистая афрормозия (Pericopsis elata), заготовляемая в лесах Ганы. Различные высокоценные сорта розового, красного и черного дерева поставляют тропические виды дальбергий (Dalbergia) и птерокарпусов (Pterocarpus, рис. 100). Высокие деревья из рода интсия (Intsia), произрастающие в Юго-Восточной Азии и Меланезии, дают высококачественную древесину для производства мебели. Близкую по свойствам древесину дают деревья (главным образом африканские), относящиеся к видам рода афзелия (Afzelia).

Техническое значение бобовых связано главным образом с наличием у ряда их представителей различных камедей, бальзамов, красящих и ароматических веществ. Растворимые камеди, например камедь сенегальской акации, (Acacia senegal), используют в качестве основы для производства красителей и отчасти в медицине. Трагакантовая камедь, добываемая в СССР, Иране и Турции из разных кустарниковых астрагалов, относящихся к секции трагаканта (Astragalus sect. Tragacantha), способна сильно набухать: 5 г камеди поглощают 200 г воды. Благодаря атому свойству камедь применяют в ряде отраслей промышленности, например в текстильной, кондитерской, лакокрасочной и др.

Различные виды копаифер (Copaifera) из тропических районов Южной Америки дают так называемый копайский бальзам, используемый в лаковой промышленности, меньше - в медицине. Трахилобиум бородавчатый (Trachylobium verrucosum) служит источником занзибарского бальзама, а кампешевое дерево (Haematoxylum campechianum) из Центральной Америки - важного красителя гематоксилина. Из плодов «диви-диви», которые получают от двух южноамериканских видов рода диптерикс (Dipteryx), выделяют кумарин - вещество с запахом свежего сена, которое широко применяют при производстве мыла, туалетной воды, а также ряда пищевых продуктов.

Применение бобовых в медицине имеет давнюю историю. Среди представителей семейства ряд растений, например виды кассия (Cassia) и софора японская (Styphnolobium japonicum), в качестве лекарственных имеют мировое значение.

Упоминания заслуживают калабарские бобы, или физостигма ядовитая (Physostigma venenosum), дикорастущие в лесах тропической Африки. Калабарские бобы, содержащие токсичные алкалоиды, очень ядовиты. На родине их применяли как «судилищные бобы» под названием эзера. Человеку, заподозренному в преступлении, давали выпить отвар трав, куда входили и калабарские бобы; смерть означала подтверждение обвинения, в противном случае испытуемый считался оправданным. Из калабарских бобов получают алкалоид эзерин, который находит применение в офтальмологии. Цветки софоры японской, культивируемой сейчас в 82 странах, являются промышленным источником получения рутина. Мировое значение имеют заросли среднеазиатских солодки голой (Glycyrrhiza glabra) и солодки уральской (G. uralensis). Корни солодок содержат сапонины с выраженным действием на водно-солевой обмен в организме. Экстракты корня широко применяют в пищевой промышленности для изготовления халвы.

Важнейшими из применяемых в медицине бобовых, несомненно, являются несколько видов кассий. Кассия узколистная, или сенна (C. angustifolia), и кассия остролистная (C. acutifolia) - африканского происхождения, дают александрийский лист, содержащий антрагликозиды и уже в течение нескольких сотен лет применяющийся как слабительное. Разводят кассии во многих странах с теплым климатом. В СССР эти и некоторые другие виды культивируют в Южном Казахстане и Туркмении на площади 200-370 га.

Из многочисленных декоративных мотыльковых упомянем так называемую белую акацию, или робинию ложноакациевую (Robinia pseudacacia) - американскую древесную породу, ныне широко культивируемую по всему миру в умеренной зоне, и названную выше софору японскую. Настоящим украшением многих садов Европы является золотой дождь (Laburnum anagyroides). Самыми же красивыми мотыльковыми признают виды клиантyca, или красоцвета (Clianthus, табл. 27), происходящие из Новой Зеландии и Австралии. Два других подсемейства также очень богаты великолепными декоративными растениями, которые, к сожалению, могут культивироваться почти исключительно в тропиках и субтропиках.

Повсеместное распространение в тропиках получило «дождевое дерево», или саманея (Samanea saman). Гигантские плосковатые кроны этих деревьев хорошо защищают улицы многих населенных пунктов от палящих лучей тропического солнца, по вряд ли могут защитить ночью от дождя, поскольку ее листочки, как и у многих других бобовых, складываются на ночь, В некоторых местах саманея, родиной которой, по-видимому, является Венесуэла, натурализовалась, создав вторичный «саванный» пейзаж.

Под названием «орхидного» дерева известны в тропиках некоторые крупноцветные виды баугиний (Bauhinia, рис. 101). Мадагаскарский делоникс царский (Delonix regia, табл. 26) ныне является украшением всех тропических стран. К бобовым принадлежит еще одно из самых красивых деревьев мира, родина которого Бирма, амхерстия благородная (Amherstia nobilis).

Рассказ о бобовых был бы явно неполным без упоминания о ряде ценных растений, которые в настоящее время используются недостаточно, но являются важным резервом в экономике всего человечества. В последние годы установлено, что некоторые бобовые из районов с засушливым климатом содержат в надземных частях большие количества белка и после соответствующей селекции их можно использовать как кормовые растения.

Очень высоко оценивают кормовые достоинства кассии Стурта (Cassia sturtii) - красиво цветущего кустарника из пустынь и полупустынь Южной Австралии. В культуре в засушливых районах Западной Азии этот вид дает около 1 т сена с гектара. Не менее интересен тамаруго (Prosopis tamarugo) - дерево, растущее в бесплодной пустыне Атакама (Чили), где почву покрывает мощная корка соли. В подобных условиях могут существовать лишь очень немногие высшие растения, но тамаруго превосходно развивается и дает отличный корм для овец. Испытание этих растений представляет определенный интерес для пустынных районов нашей страны. Значительный интерес для испытаний представляет гуар (Cyamopsis tetragonoloba) - травянистое растение, недавно культивируемое для пищевых целей в Индии, а в последние годы и в США. Семена гуара в эндосперме содержат камедь, используемую в косметике и парфюмерии, а большое количество белка и жирного масла делают гуар весьма ценным пищевым растением при условии промышленной культуры.

Лyговые травянистые растения - (Leguminosae, или Fabaceae), обширное семейство двудольных растений. Одно и многолетние травы, кустарники, полукустарники, лианы и деревья. Около 700 родов и более 17 000 видов. Распространены во всех областях земного шара, хотя деревья… … Энциклопедия Кольера

- (Fabaceae, Leguminosae) семейство двудольных растений, широко распространённое во всех областях земного шара. Некоторые под названием «Б.» объединяют 3 близкородственных семейства: Мотыльковые (Papilionaceae, или Fabaceae), Цезальпиниевые … Большая советская энциклопедия

КЛЕВЕР ЛУГОВОЙ, ИЛИ КРАСНЫЙ (Т. PRATENSE L.) - см. Многолетник со стержневой корневой системой, проникающей на заливных лугах в пойме р. Оки на 30 40 см. , а в культуре на хорошо дренированных почвах даже до 2 3 м. Надземные побеги прямостоячие или слегка изогнутые, восходящие, высотой 15 40… … Лyговые травянистые растения

ГОРОШЕК МЫШИНЫЙ, ИЛИ ВИКА МЫШИНАЯ (VICIA ERACCA L.) - см. Горошек мышиный Многолетник с длинными (до 60 см. , располагающимися в верхнем слое почвы на глубине до 15 см. . Главный корень проникает в почву до 2 м и более. Стебли тонкие, ребристые, восходящие или лежачие, лазающие с помощью усиков,… … Лyговые травянистые растения

КЛЕВЕР ГИБРИДНЫЙ, ИЛИ РОЗОВЫЙ (Т. HYBRIDUM L.) - см. Многолетник со стержневой корневой системой, проникающей на глубину до 1 м, но основная масса корней располагается в почве до 30 50 см. 40 (в культуре до 100) см. , реже прямостоячие, простые или слегка ветвистые, внутри часто полые. Листья с … Лyговые травянистые растения

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.