Лекция 12 Подкласс Розиды Rosidae Розоцветные

Лекция 12 Подкласс Розиды – Rosidae – Розоцветные. Семейства Розовые (Rosaceae), Бобовые (Fabaceae)

План 1. Общая характеристика подкласса Розиды – Rosidae – Розоцветные; 2. Характеристика семейства Розовые (Rosaceae), представители; 3. Характеристика семейства Бобовые (Fabaceae); представители, хозяйственное значение Бобовых. .

Литература • Андреева И. И. , Родман Л. С. Ботаника. – 4 -е изд. , перераб. и доп. – М. : Колос. С, 2010, Раздел II, Глава 9, с. 471, 474 -487. • Родман Л. С. , Козловская Л. Н. Ботаника: Учебное пособие. Часть II, М. : Изд-во РГАУ-МСХА имени К. А. Тимирязева, 2010, с. 41, 43 -57.

Цель: ознакомиться с систематическим положением и характерными особенностями типичных представителей подкласса Розиды – Rosidae - Розоцветные ; Задачи: 1. изучить характерные черты представителей семейств: Розовые (Rosaceae); Бобовые (Fabaceae); 2. изучить распространение и экологические особенности представителей этих семейств; 3. возможности их применения в качестве пищевых, кормовых, лекарственных и т. д.

Подкласс Розоцветные, или Розиды (Rosidae) - Розиды – наиболее крупный подкласс, объединяющий 170 семейств. - Все жизненные формы с простыми или сложными листьями с прилистниками или без них. - Цветки разнообразно устроенны, циклические, обычно с двойным околоцветником.

Семейство Розовые (Rosaceae) • широко распространенны во внетропических и субтропических областях Северного и Южного полушарий. • 3, 5 тыс. видов (100 родов) деревьев, кустарников и трав • Листья очередные, простые или сложные, с прилистниками, иногда рано опадающими. • Цветки актиноморфные одиночные или собраны в разнообразные соцветия. Чашечка из пяти чашелистиков, свободных или сросшихся в основании, у некоторых с подчашием. Тычинки многочисленные, расположены кругами по пять или десять, Число плодолистиков от одного до неопределенно большого. Они свободные • Гинецей апокарпный или синкарпный гинецей. • Плоды простые (яблоко, костянка) или сборные (сборная листовка, сборный орешек, сборная костянка). •

Завязь верхняя или нижняя. • Семена без эндосперма или с небольшим остаточным эндоспермом, содержат жирное масло, белок, иногда гликозид амигдалин, образующий при расщеплении синильную кислоту. • Особенность цветка – наличие гипантия в виде блюдца, чаши или бокала. Образуется он из разросшегося цветоложа и цветочной трубки – сросшихся оснований чашелистиков, лепестков, тычинок. При созревании плодов гипантий приобретает яркую окраску, становится сочным, мясистым, что способствует распространению плодов и семян животными (у земляники, шиповника, яблони и др. ). • Разнообразие строения цветков и плодов обусловило деление розовых на семь подсемейств, из которых рассматриваются четыре основных.

Сравнительная харатеристика подсемейства Розовые • Подсемейство Признаки • (основные роды) Формула цветка Тип гинецея Завязь Плод • Спирейные (спирея, * Са 5 Со 5 А 5… 30 G∞ апокарпный верхняя рябинник) сборная листовка • Шиповниковые *Са 5, 5 Со 5 А∞ G∞ апокарпный верхняя (шиповник, • земляника, малина) сборный орешек, сборная костянка • Яблоневые (яблоня, рябина, боярышник) *Са 5 Со 5 А 5… 25 G(5)…(2… 3) синкарпный нижняя яблоко • Сливовые (слива, вишня, черемуха) *Са 5 Со 5 А∞ G 1 монокарпный верхняя костянка

• К п о д с е м е й с т в у С п и р е й н ы е (Spiraeoideae) относятся кустарники и многолетние травы с белыми и розовыми цветками, собранными в соцветия (щитки, зонтики, метелки). Плод – сборная листовка. Основной род – С п и р е я (Spirea), виды которой широко встречаются в степи и лесостепи и культивируются как декоративные. Сюда же относятся Р я б и н н и к (Sorbaria), В о л ж а н к а (Aruncus), П у з ы р е п л о д н и к (Physocarpus) и др. • П о д с е м е й с т в о Ш и п о в н и к о в ы е (Rosoideae) объединяет около 800 видов, распространенных в умеренных широтах Северного полушария. Шиповниковые весьма разнообразны как по жизненным формам, так и по строению цветка, особенно гипантия. Прилистники у сложных листьев сохраняются. Развито подчашие. Плоды сборные – орешки, костянки. Различают группы родов с выпуклым и вогнутым гипантием. • Цветки с вогнутым гипантием: Род Роза, Шиповник (Rosa). Листопадные, редко вечнозеленые кустарники с красными, белыми и желтыми цветками. При созревании плодов бокальчатый гипантий, внутри которого находятся пестики, разрастается, становиться

Род Роза , Шиповник - Rosa сочным и приобретает яркую (от оранжевой до красно-черной) окраску. • Гипантий, внешне представляющий целостное образование, состоит в базальной части (от основания до верхней границы отхождения пестиков) из вогнутого цветоложа, а выше продолжением его служит цветочная трубка. • Плод – сборный орешек, окруженный мясистым гипантием, – называют цинародием. Многие виды шиповника содержат большое количество (2000… 4500 мг%) витамина С в комплексе с витаминами В 2, Р, К и каротином (провитамином А), а также сахара (до 8 %), пектины, яблочную и лимонную кислоты. Являются ценным витаминным сырьем. Роза – одно из наиболее древних декоративных растений. Выведено несколько тысяч сортов декоративных роз. Из лепестков казанлыкской розы (R. damascene) получают ценное эфирное розовое масло. • Вогнутым гипантием характеризуются и многие другие широко встречающиеся растения: Т а в о л г а, или Л а б а з н и к (Filipendula), К р о в о х л е б к а (Sanguisorba) и др.

Рис. 1. Семейство Розоцветные – Rosaceae (С. А. Шостаковский, 1971): А – цветущий побег розы коричной – Rosa cinnamomea; Б – цветущий побег розы собачьей – Rosa canina; В – разрез ее цветка; Г – ее плод; Д – диаграмма цветка

Рис. 2. Роза майская - Rosa majalis (Синонимы Шиповник коричный - Rosa cinnamomea)(ru. wikipedia. org/. . . /Шиповник_майский)

Рис. 3. Роза cобачья – Rosa canina (ru. wikipedia. org/wiki/Шиповник)

Рис. 4. Роза морщинистая – Rosa rugosa (en. wikipedia. org/wiki/Rosa_rugosa)

Рис. 5. Роза морщинистая – Rosa rugosa (en. wikipedia. org/wiki/Rosa_rugosa): побег с плодами

Рис. 6. Земляника – Fragaria vesca (С. А. Шостаковский, 1971): А – цветущее растение; Б – плодоношение; В – продольный разрез цветка; Г – пестик; Д – пестик в разрезе; Е – земляничина, или фрага

• встречающиеся растения: Т а в о л г а, или Л а б а з н и к (Filipendula), К р о в о х л е б к а (Sanguisorba) и др. Гипантий выпуклый : М а л и н а, е ж е в и к а (Rubus) , Костяника (R. saxatilis), Морошка (R. chamaemorus) и Поляника, или Княженика (R. arcticus). • Малина обыкновенная (R. idaeus) • Ежевика (R. caesius) • З е м л я н и к а (Fragaria) – многолетнее травянистое растение Плод – сборный орешек. Съедобным является сильно разросшееся красное мясистое сладкое цветоложе, на поверхности которого, обычно в углублениях, расположены многочисленные очень мелкие орешки. Этот специализированный многоорешек называется земляничиной или фрагой.

• Дикорастущая Земляника лесная (F. vesca) Прекрасные вкусовые качества обеспечили введение земляники в культуру. Земляника садовая, называемая в быту клубникой, представляет собой гибрид, полученный в Голландии в начале XVIII в. от скрещивания североамериканской Земляники виргинской (F. virginiana) и Земляники чилийской (F chiloensis). Новая Крупноплодная земляника (F. ananassa) послужила родоначальницей ныне возделываемых сортов. Размножается с помощью стелющихся столонов (усов), несущих укороченные розеточные побеги.

• П о д с е м е й с т в о Я б л о н е в ы е (Maloideae) • деревья и кустарники с очень рано опадающими прилистниками простых или сложных листьев. • Гинецей из 5 (1… 8) плодолистиков, синкарпный. • Завязь нижняя. Столбики свободные почти до основания. Завязь срастается с гипантием, который при образовании плода становится сочным. • Плод – яблоко. Сочная часть плода, характерного для яблони, груши, айвы, хеномелеса, рябины, аронии, ирги формируется главным образом из тканей цветочной трубки. Лишь небольшая внутренняя часть мякоти состоит из тканей экзо- и мезокарпа. Эндокарп кожистый, хрящеватый или деревянистый. • У яблони, груши и айвы плоды с хрящеватым эндокарпом.

Рис. 7. Яблоня – Malus domestica (С. А. Шостаковский, 1971): А – цветущий побег; Б – разрез цветка без лепестков; В – плоды; Д – продольный разрез семени с зародышем

• Род Я б л о н я (Malus) включает до 50 видов деревьев и кустарников внетропических областей в Северном полушарии. • Яблоня – одна из древнейших и важнейших плодовых культур умеренных широт. Выведено более тысячи сортов, объединенных под названием Яблоня домашняя (M. domestica). • К яблоне близок род Г р у ш а (Pyrus). (P. communis) • У рябины, боярышника и др. плоды с деревянистым эндокарпом. • Род Р я б и н а (Sorbus) Рябина обыкновенная (S. aucuparia) – невысокое (10… 15 м) дерево с непарноперистыми листьями и белыми цветками в крупных щитковидных метелках. • Арония черноплодная (Aronia melanocarpa), черноплодная рябина – ценный плодовый и декоративный кустарник с простыми листьями, родом из Северной Америки. • Б о я р ы ш н и к (Crataegus) – обширный (более тысячи видов) род кустарников и деревьев. • .

• П о д с е м е й с т в о С л и в о в ы е (Prunoideae) • деревья и кустарники с простыми цельными листьями с опадающими прилистниками. • Цветоложе глубоковогнутое, бокальчатое. • Пестик один, обычно из одного плодолистика. • Завязь верхняя. • Плод – костянка. • С л и в а (Prunus) – одна из древнейших плодовых культур, дикий предок которой неизвестен. Культурные сорта объединяют под названием Слива домашняя (P. domestica). Особая группа сортов (P. d. ssp. domestica) отличается темноокрашенными крупными плодами, при сушки которых получают чернослив. • Род В и ш н я (Cerasus) насчитывает до 150 видов деревьев и кустарников Старого и Нового Света. Центр видового разнообразия – Восточная Азия (в Китае – более 70 видов). Наиболее известна Вишня садовая (C. vulgaris) – корнеотпрысковое дерево, цветущее до распускания листьев (рис. 24). Плод – темно-красная костянка с шаровидной косточкой. На юге европейской части

• Плод – темно-красная костянка с шаровидной косточкой. На юге европейской части растения встречается дикорастущая и культивируемая Черешня (С. avium) с плодами от красно-черного до бело-желтого цвета с овальной плоской косточкой. Вишню и черешню культивируют в умеренном поясе многих стран мира. Дикорастущая Вишня степная (С. fruticosa) – кустарник с мелкими кислыми плодами, распространена в степной и лесостепной зонах Европы и Азии. • К подсемейству Сливовые относят А б р и к о с (Armeniaca), П е р с и к (Persica), М и н д а л ь (Amygdalus), Ч е р е м у х а (Padus) и др.

Рис. 8. Вишня садовая – Cerasus vulgaris (С. А. Шостаковский, 1971): А – цветущий побег; Б – побег в продольном разрезе; В – плоды; Г – плод костянка; Д – диаграмма цветка

Семейство Бобовые (Fabaceae) Одно из крупнейших семейств, включает 18 тыс. видов (650 родов). • Деревья, кустарники, полукустарники и травы. • Основной признак семейства – плод – боб. • Листья сложные, с прилистниками (перисто-, реже пальчатосложные и трехлисточковые). • Листорасположение очередное. • Соцветия моноподиальные – кисть, колос или головка. • Цветки обоеполые, актиноморфные (у мимозовых) и зигоморфные, большей частью пятичленные, с двойным околоцветником. • Тычинок в основном десять, у мимозовых они многочисленные. • Гинецей монокарпный, Пестик один из одного плодолистика Завязь верхняя с двумя (многими) семязачатками. • Семена с большим зародышем без эндосперма или с остаточным эндоспермом. • симбиоз с азотфиксирующими клубеньковыми бактериями. •

Рис. 9. Плоды видов семейства Бобовые - Fabaceae (С. А. Шостаковский, 1971): А – плод вики (Vicia sativa); Б – разламывающийся боб копеечника (Hedysarum obscurum); В – спирально закручен- ный боб люцерны (Medicago sativa); Г – односеменной боб эспарцета(Onobrychis sativa ); Д – крылатый одно-, двусеменной боб сандалового дерева (Pterocarpus indica)

• Подсемейство М и м о з о в ы е (Mimosoideae) • – самое примитивное. К нему относится около 3 тыс. видов тропических и субтропических деревьев и кустарников. • Цветки правильные мелкие *Са 5 Со 5 А∞ G 1 • Соцветия – головки или колосовидные соцветия. • Околоцветник пяти- или четырехчленный, невзрачный. • Андроцей много-, десяти- и пятичленный. Тычинки свободные или сросшиеся в трубку (как правило, с длинными, выдающимися из околоцветника, яркоокрашенными тычиночными нитями). • М и м о з а (Mimosa) – важный род этого подсемейства(около 350 видов), произрастающий преимущественно в Америке. Мимоза стыдливая (M. pudica) замечательна способностью реагировать на раздражение (складывает и опускает листочки). Ее родина – Бразилия. • А к а ц и я (Acacia) – крупный ( около 550 видов) род, широко представлен в Австралии (300 видов), где у многих видов листья заменены филлодиями. Африканские и азиатские виды (около 200) имеют колючки. Акации – ландшафтные растения африканских саванн и австралийских зарослей (часто дичает австралийская. Акация подбеленная (A. dealbata) с головчатыми пушистыми желтыми соцветиями (широко известная под названием «мимоза» ).

Рис. 10. Подсемейство М и м о з о в ы е (Mimosoideae) (С. А. Шостаковский, 1971): А – цветущий побег акации (Acacia senegal); Б – диаграмма цветка (Acacia lophantha); В – побег Acacia melanoxylon c филлодиями; Г – диаграмма цветка мимозы (Mimosa pudica); Д – цветок акации

Рис. 11. Мимоза стыдливая – Mimosa pudica (ru. wikipedia. org/wiki/Мимоза)

Рис. 12. Акация серебристая – Acacia dealbata (ru. wikipedia. org/wiki/Мимоза)

Рис. 13. Альбиция, шелковая акaция – Albizzia julibrissin http: //myfl. ru/blog/ akatsiya-lenkoranskaya-ili-shelkovaya-albitsiya)

• П о д с е м е й с т в о Ц е з а л ь п и н и е в ы е (Caesalpinioideae) • тропиках, некоторые – в субтропиках. • Известно около 3 тыс. видов главным образом деревьев, деревянистых лиан и кустарников. • Цветки неправильные, пяти-, реже четырехчленные. Десять или множество свободных тычинок, расположенных в два круга (иногда сросшиеся). • А ф з е л и я (Afzelia), Кампешевое дерево (Haematoxylum campechianum), Копаифера (Copaifera) , Гледичия трехколючковая (Gleditschia triacanthos) , Кассия узколистная, или сенна (Саssia angustifolia) и Кассия остролистная (С. acutifolia), «цареградские рожки» , или Рожковое дерево (Ceratonia siliqua), Тамаринд индийский (Tamarindus indica), Церцис стручковый (Cercis siliquastrum).

Рис. 14. Подсемейство Цезальпиниевые – Caesalpinioideae (С. А. Шостаковский, 1971): Кассия - Cassia angustifolia: А – побег с соцветием; Б – цветок C. floribunda; В – цветок в продольном разрезе; Г – диаграмма цветка Cercis siliquastrum; Е – диаграмма цветка Tamarindus indica

Рис. 15. Цезальпиния – Caesalpinia pulcherrima (ru. wikipedia. org/wiki/ Цезальпиниевые)

Рис. 16. Сенна – Senna multiglandulosa (ru. wikipedia. org/wiki/ Цезальпиниевые)

Рис. 17. Кассия oщитковая – Cassia corimbosa (molbiol. ru/pictures/261597. html): плодоносящая ветвь

Рис. 18. Подсемейство Цезальпиниевые – Caesalpinioideae, Афзелия – Afzelia quanzensis (www/ panaramio. com/photo/6708528): дерево, (слева); (sdmitri. ru/ Afzelia): ветвь с цветками, многосемянной боб, цветки (справа)

Рис. 19. Копаифера лекарственная – Copaifera officinalis (ru. wikipedia. org/wiki/Копаифера): A — цветущая ветвь; 1 — цветок; 2 — тычинки; 3 — пыльца; 4 — пестик; 5 — завязь в поперечном разрезе; 6 — плод (боб); 7 — половинка плода с семенем; 8 и 9 — семя, вид с боковой и брюшной сторон; 10 и 11 — то же в продольном и поперечном разрезе.

Рис. 20. Гледичия трехколючковая - Gleditsia triacanthos L. (flower. onego. ru/ kustar/ gleditsi. html): плодоносящее растение (слева); колючки побегового происхождения (справа)

Рис. 21. Рожковое дерево – Ceratonia siliqua (wikikak. ru/Use-Carob): плодоносящее растение

Ри. 22. Церцис европейский (или церцис стрючконосный или рожковый, багряник обыкновенный, Иудино дерево, Иудейское дерево) – Cercis siliquastrum (kvetky. net/2011/ tsertsisevropeyskiy-ikanadskiy/) : каулифлория

Рис. 23. Церцис европейский – Cercis siliquastrum (kvetky. net/2011/tsertsisevropeyskiy-i-kanadskiy/): каулифлория

Рис. 24. Кампешевое дерево -Haematoxylum campechianum (ru. wikipedia. org/wiki/Гаити_(остров))

• П о д с е м е й с т в о Б о б о в ы е (Faboideae) или М о т ы л ь к о в ы е (Papilionoideae), • деревья, кустарники и травы. • Цветки зигоморфные, пятичленные. Строение цветка отражает приспособление к перекрестному опыление насекомыми. Чашечка сростнолистная, правильная, или двугубая. Венчик мотыльковый: задний крупный лепесток – флаг, или парус, боковые – крылья, или весла, прикрывающие два лепестка, сросшиеся верхушками в лодочку. У некоторых родов (клевер) все лепестки в основании срастаются. Тычинок десять, расположены в два круга. • Формула цветка: ↑Ca(5)Co 1, 2, 2 А(5+4), 1 G 1 • С о ф о р ы (Sophora), Т е р м о п с и с а (Thermopsis), или сросшиеся – однобратственный андроцей Л ю п и н а, Д р о к а (Genista), С т а л ь н и к а (Ononis), К о з л я т н и к а (Galega), Я з в е н н и к а (Anthyllis), или девять тычинок срастаются в трубку, а одна остается свободной – двубратственный андроцей, как у большинства родов.

• Нектарник расположен у основания пестика. Весла под тяжестью насекомого, привлеченного яркоокрашенным флагом, опускаются, увлекая и сочлененную с ними лодочку. Доступ к нектарнику облегчает щель в тычиночной трубке, прикрытая свободной тычинкой. Брюшко насекомого, покрытое пыльцой других цветков, касается рыльца пестика, происходит перекрестное опыление. Самоопыление предотвращается протерандрией. Есть среди бобовых и самоопылители (виды рода В и к а – Vicia), и растения с клейстогамными цветками (А р а х и с, С т а л ь н и к), но их очень мало. Арахис, орех земляной - Arachis hypogaea. Однолетнее растение с парноперистыми листьями и желто-оранжевыми цветками. Вехни ецветки бесполые, нижние плодущие. Характерны положительный геотропизм для гинофора и клейстогамия (самоопыление до раскрытия цветка).

Рис. 25. Арахис, орех земляной - Arachis hypogaea (ru. wikipedia. org/wiki/Арахис): растение с генеративными и вегетативными органами

Рис. 26. Арахис, орех земляной - Arachis hypogaea (ru. wikipedia. org/wiki/Арахис)

Рис. 27. Мотыльковые (А. Г. Еленевский, 2004): Клевер луговой (Trifilium pratense): 1 - общий вид. Астрагал ( Astragalus macrourus): 2 – общий вид, Эспарцет (Onobrychis sativa): 3 – цветущий побег, Эспарцет горошколистный (Onobrychis viciifolia): 4 – плод. Белая акация (Robinia pseudacacia): 5 – плод; 6 – он же в продольном разрезе. Горох (Pisum sativum): 7 – цветок (ф – флаг, к – крылья, л – лодочка). Софора (Sophora affinis): - членистый невскрывающийся боб. Люцерна (Medicago orbicularis): 9 – плод. Бобы (Vicia faba): 10 – диаграмма цветка. Золотой дождь (Laburnum anagyroides): 11 – диаграмма цветка

Рис. 28. Горох – Pisum sativum (С. А. Шостаковский, 1971): А – побег с цветками и плодами; Б – незрелые плоды; В – цветок; Г – цветок в разрезе; Д – лепестки венчика (1 – парус, 2 – весла, 3 – лодочка); Е – тычинки; Ж – пестик; З – семя ( 4 – семядоли, 5 – зародышевый корешок, 6 – почечка)

Рис. 29. Эспарцет посевной - Onobrychis sativa (С. А. Шостаковский, 1971): А – побег с соцветиями (колосовидными кистями); Б – цветок; В – цветок (лепестки удалены)

Рис. 30. Софора японская – Sophora japonica (leksad. ru/h 225 -sofora-yaponskayaakaciya-yaponskaya. htm): дерево (слева); цветки, собранные в кисти (справа вверху ); плоды – членистые бобы (справа внизу )

Рис. 31. Софора японская – Sophora japonica (leksad. ru/h 225 -soforayaponskaya-akaciyayaponskaya. htm): цветущее и плодоносящее растение. Формулфа цветка ↑Ca(5)Co 1, 2, 2 А(5+4), 1 G 1

Рис. 33. Глициния китайская – Wisteria sinensis (en. wikipedia. org/wiki/ Wisteria_sinensis)

Рис. 34. Верблюжья колючка – Alhagi camelorum (tvoyhram. ru/travnik/ travnik 210. html); (http: //tvoyhram. ru/ narmed_travnik. html): цветущее растение

• Вопросы для повторения по теме: Подкласс Дилленииды – Dilleniidae - Диллениецветные и Подкласс Розиды – Rosidae – Розоцветные: • • • • 1. Какие подсемейства входят в семейство Розоцветные? 2. Какие типы гинецея и типы завязей характерны для Розоцветных? 3. Какие типы плодов характерны для Розоцветных? 4. Перечислите виды Розоцветных, для которых характерен деревянистый эндокарпием. 5. Перечислите виды Розоцветных, для которых характерен хрящеватый эндокарпием. 6. Какие жизненные формы характерны для семейства Бобовых? 7. Какие типы соцветий характерны для бобовых? 8. Какой тип гинецея и тип плода характерны для бобовых? 9. Какие подсемейства входят в семейство Бобовые? 10. Какова формула цветка горохa посевного? 11. Почему у архиса плоды оказываются в почве? 12. Что такое сидератные удобрения?

13. Перечислите важнейшие сельскохозяйственые, лекарственные, декоративные растения семейства бобовых. 14. Какие метаморфозы имеются у растений семейства бобовых? 15. Дайте общую характеристику семейств по следующему плану: • • Семейство (название). • • Класс, подкласс________________________ • • Примерное число видов ____________________________ • • Распространение (география и экология): • ________________________________________________________ • Преобладающие жизненные формы_________________________ •

Строение вегетативных органов: а) корневая система__________________________ б) стебель ______________________________ в) листорасположение_________________________ г) лист ___________________________________ д) метаморфозы ____________________________ овторения Строение репродуктивных органов: а) соцветие______________________________ б) формулы цветков___________________________________ в) плод________________________________ г) семя________________________________ Важнейшие особенности семейства: а) морфологические_________________________ б) биохимические__________________________ Представители: ______________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________________________ • • Значение в природе и хозяйстве человека ( привести конкретные примеры ) : • _____________________________________________________________ _______________________________