Имбирные - 2
Имбирные - 2
Систематика
Порядок имбирецветные включает в себя ряд высокоразвитых семейств, среди которых выделяются имбирные, костусовые, канновые и марантовые. Семейство имбирные является одним из наиболее обширных, насчитывая около тысячи видов, и подразделяется на три основные трибы: глоббовые, имбирные и альпиниевые. Самым крупным родом в трибе глоббовых выступает род глобба, включающий порядка ста видов, произрастающих в Индии, Мьянме и Южном Китае. Семейство костусовые объединяет около двухсот видов, среди которых выделяются роды монокостус, димерокостус и костус, причем последний является самым многочисленным и насчитывает около ста пятидесяти видов. Семейство канновые представлено единственным родом канна, который включает порядка пятидесяти видов. Семейство марантовые, считающееся более эволюционно продвинутым, включает около четырехсот видов, распределенных по тридцати родам, и подразделяется на две основные трибы: фриниевые и марантовые. Крупнейшим родом семейства марантовые является калатея, насчитывающая около ста пятидесяти видов.
Морфология
Представители описываемых семейств являются преимущественно многолетними травянистыми корневищными растениями. Корневая система часто характеризуется наличием веретеновидных или клубневидных утолщений, в которых запасаются вода и питательные вещества, а также контрактильных корней, втягивающих растение глубже в почву во время засухи. Надземные побеги многих видов формируют ложные стебли, состоящие из вложенных друг в друга длинных трубчатых влагалищ листьев, которые могут достигать значительной высоты, вплоть до десяти метров. Листья располагаются очередно, часто в два ряда, и имеют асимметричное строение, что обусловлено особенностями их развития внутри трубчатого влагалища. У представителей семейства марантовые на черешке в месте прикрепления листовой пластинки располагается специализированное утолщение, или подушечка, обеспечивающая пространственные движения листа за счет изменения тургорного давления в клетках. Стебли костусовых обладают уникальной особенностью расти в виде винтовой спирали, что позволяет растениям выкручиваться и достигать света в условиях густых тропических зарослей. Строение цветков отличается высокой степенью специализации и зигоморфией. Цветки обоеполые, собраны в верхушечные соцветия типа тирса, колоса или головки. Околоцветник часто сопровождается крупными, ярко окрашенными кроющими листьями. Характерной чертой андроцея является редукция большинства тычинок до стаминодиев, при этом фертильной остается лишь одна тычинка, а сросшиеся стаминодии образуют лепестковидную структуру, называемую губой. У костусовых губа образована пятью сросшимися стаминодиями, тогда как у канновых роль губы выполняет один стаминодий внутреннего круга. Гинецей синкарпный, образован тремя плодолистиками, завязь нижняя, у основания столбика часто присутствуют септальные нектарники. Плоды представляют собой коробочки или ягодовидные структуры, содержащие семена, нередко снабженные ариллусом.
Экология
Растения рассматриваемых семейств являются типичными обитателями тропических и субтропических широт. Ареал имбирных охватывает Южную и Юго-Восточную Азию, Малайский архипелаг, Новую Гвинею, тропическую Америку и Африку. Костусовые и канновые преимущественно распространены в Центральной и Южной Америке, достигая южных регионов Северной Америки, а марантовые доминируют в тропических дождевых лесах американского континента, образуя густые труднопроходимые заросли на влажных почвах, болотах, вырубках и по берегам водоемов. Размножение происходит как семенным, так и вегетативным путем, например, посредством формирования выводковых почек в пазухах листьев. Опыление цветков осуществляется разнообразными агентами, включая специализированных пчел, бабочек, бражников и птиц, таких как колибри. Цветочные механизмы имеют сложную биомеханическую конструкцию, адаптированную под конкретных опылителей. У рода роскоя пыльники функционируют как рычаг, который приводится в действие насекомым, вытряхивая пыльцу на его спинку, а у марантовых напряженный столбик обладает пружинистым механизмом, мгновенно срабатывающим при контакте с пчелой и собирающим пыльцу. У многих видов канновых преобладает самоопыление, происходящее еще на стадии закрытого бутона, когда пыльники вскрываются до полного распускания цветка. Распространение семян обеспечивается птицами, муравьями посредством мирмекохории, а также водными потоками, чему способствует наличие ариллуса и высокая плавучесть плодов.
Особенности
Ключевой биохимической особенностью представителей семейства имбирных является присутствие во всех органах растения, включая вегетативные части и семена, специфических эфирных масел, придающих им характерный аромат. Это свойство обусловило широкое применение имбирных в кулинарии, пищевой промышленности и фармакологии. Корневища настоящего имбиря, куркумы, кардамона и альпинии активно используются в качестве пряностей, пищевых красителей, а также в традиционной и современной медицине для получения различных лечебных препаратов. В отличие от имбирных, представители семейства костусовые полностью лишены эфирных масел. Марантовые выделяются выраженной способностью к никтинастическим и фототропическим движениям листьев. Наличие специализированной клеточной структуры в основании листа позволяет им менять угол наклона листовой пластинки в течение суток для максимального улавливания света, а также складывать листья перед наступлением осадков, реагируя на изменения атмосферных условий. Листья марантовых часто обладают сложным пестрым рисунком, который формируется за счет неравномерного распределения пластид, воздухоносных межклетников и антоцианов, что имеет важное диагностическое и систематическое значение. Многие виды описываемых семейств обладают высокой хозяйственной ценностью не только как источники эфирных масел, но и как крахмалоносные пищевые культуры. В частности, корневища съедобной канны и маранты тростниковидной накапливают значительное количество крахмала и активно культивируются в сельскохозяйственных регионах. Кроме того, высокие эстетические характеристики цветков и листьев делают имбирные, канновые и марантовые востребованными объектами декоративного садоводства, ландшафтного дизайна и оранжерейного разведения по всему миру.