Бромелиевые - Bromeliaceae

Бромелиевые
Ананас1.JPG
Ананас , бромелия
Научная классификация е
Королевство: Plantae
Клэйд : Трахеофиты
Клэйд : Покрытосеменные
Клэйд : Однодольные
Клэйд : Коммелиниды
Порядок: Poales
Семья: Bromeliaceae
Juss.
Подсемейства
WorldBromeliadDistribution.PNG

Бромелиевоебромелиевом ) является семейством из однодольных цветковых растений из 75 родов и около 3590 известных видов нативных в основном в тропическую и Южную Америку , с несколькими видов , обитающими в американских субтропиках и один в тропических Западной Африке , Pitcairnia Feliciana .

Это одно из основных семейств Poales и единственное семейство в отряде, которое имеет перегородочные нектарники и нижние яичники . Эти нижние яичники характерны для Bromelioideae , подсемейства Bromeliaceae. В это семейство входят как эпифиты , такие как испанский мох ( Tillandsia usneoides ), так и наземные виды, такие как ананас ( Ananas comosus ). Многие бромелии способны накапливать воду в структуре, образованной их плотно перекрывающимися основаниями листьев . Тем не менее, это семейство достаточно разнообразно, чтобы включать бромелиевые бромелиевые, виды эпифитов с серыми листьями Tillandsia, которые собирают воду только из структур листьев, называемых трихомами , и многих суккулентов, обитающих в пустыне .

Самая большая бромелия - это Puya raimondii , которая достигает 3-4 метров (9,8–13,1 футов) в вегетативном росте с цветочным шипом высотой 9–10 метров (30–33 футов), а самым маленьким является испанский мох .

Описание

Бромелия

Бромелии - это растения, приспособленные к различным климатическим условиям. Листва бывает разной формы: от тонкой иглы до широкой и плоской, от симметричной до неправильной, от колючей до мягкой. Листва, которая обычно растет в виде розетки , имеет широкий рисунок и окраску. Цвета листьев варьируется от темно-бордового до оттенков зеленого и золотого. Сорта могут иметь листья с красными, желтыми, белыми и кремовыми оттенками. Другие могут быть окрашены в пурпурный, красный или кремовый цвет, в то время как у других - разный цвет верха и низа, а аромат разновидностей Tillandsia cyanea напоминает аромат гвоздики.

Одно исследование обнаружило 175 000 бромелиевых на гектар (2,5 акра) в одном лесу; что многие бромелии могут изолировать 50 000 литров (более 13 000 галлонов) воды.

Различные организмы используют бассейны с водой, захваченные бромелиями. Изучение 209 растений из низменностей Эквадора выявило 11 219 животных, представляющих более 300 различных видов, многие из которых встречаются только на бромелиях. Примеры включают некоторые виды остракод , небольших саламандр длиной около 2,5 см (1 дюйм) и древесных лягушек . Ямайские бромелии являются домом для Metopaulias depressus , красновато-коричневого краба диаметром 2 см (0,8 дюйма ), который развил социальное поведение, чтобы защитить своих детенышей от хищничества Diceratobasis macrogaster , вида стрекоз , личинки которых живут в бромелиях. Некоторые бромелии даже служат домами для других видов бромелиевых.

Распределение

Бромелии, растущие на телефонных линиях в Боливии

Растения Bromeliaceae широко представлены в их естественном климате по всей Америке. Один вид ( Pitcairnia feliciana ) встречается в Африке. Их можно встретить на высоте от уровня моря до 4200 метров, от тропических лесов до пустынь . 1814 видов - эпифиты , некоторые - литофиты , некоторые - наземные. Соответственно, эти растения можно найти в высокогорных районах Анд , от северного Чили до Колумбии, в пустыне Сечура на побережье Перу, в облачных лесах Центральной и Южной Америки, на юге Соединенных Штатов от южной Вирджинии до Флориды и Техаса , а также в далеко южная Аризона .

Экология

Бромелии часто служат фитотельмами , накапливая воду между своими листьями. Созданная в результате водная среда обитания является домом для множества беспозвоночных , особенно личинок водных насекомых. Эти беспозвоночные бромелии приносят пользу своим хозяевам, увеличивая поглощение азота растениями.

На деревьях или ветвях, на которые попадает больше солнечного света, обычно больше бромелиев. Напротив, секторы, обращенные на запад, получают меньше солнечного света и, следовательно, меньше бромелиевых. Кроме того, на более толстых деревьях больше бромелиевых, возможно, потому, что они старше и имеют большую сложность структуры.

Эволюция

Бромелии - одна из недавно появившихся групп растений. Наибольшее число примитивных видов проживают в андских высокогорьях Южной Америки, где они возникли в tepuis в Гвианском щите около 100 миллионов лет назад. Тем не менее, семейство не разделилось на существующие подсемейства до 19 миллионов лет назад. Длительный период между происхождением и диверсификацией бромелиевых, в течение которого ни один из существующих видов не эволюционировал, предполагает, что в то время произошло много видообразований и исчезновений, что могло бы объяснить генетическое расстояние бромелиевых от других семейств в пределах Poales. Самый основной род, Brocchinia , является эндемиком Гвианского щита и относится к сестринской группе остальных родов семейства. Подсемейства Navioideae и Lindmanioideae также являются эндемиками Гвианского щита. Для решения вопросов эволюции в различных временных масштабах в семье доступен комплексный, изготовленный на заказ комплект для захвата целей.

Западная Африка видов Feliciana Pitcairnia является единственным бромелиевым не эндемическим для Америки, и , как полагает, достиг Африки через дальние расстояния разгона около 12 миллионов лет назад.

Радиация Hechtia и Tillandsioideae

Первыми группами, покинувшими Гвианский щит, были род Hechtia , который распространился в Центральную Америку путем расселения на большие расстояния, и подсемейство Tillandsioideae , которое постепенно распространилось на север Южной Америки. Оба эти движения произошли приблизительно 15,4 миллиона лет назад. Когда он достиг гор Анд, видообразование Tillandsioideae произошло довольно быстро, в основном из-за поднятия Анд , которое также быстро происходило с 14,2 до 8,7 миллиона лет назад. Поднятие создало новую горную среду для колонизации эпифитных Tillandsioides и сильно изменило геологические и климатические условия региона. Эти новые условия непосредственно стимулировали видообразование Tillandsioides, а также способствовали видообразованию их животных-опылителей, таких как колибри .

Эволюция Bromelioideae

Около 5,5 миллионов лет назад в Серра-ду-Мар , зеленом гористом районе на побережье юго-востока Бразилии , возникла клада эпифитных бромелиоидов . Считается, что это было вызвано не только поднятием самого Серра-ду-Мар в то время, но и продолжающимся подъемом далеких Анд, что повлияло на циркуляцию воздуха и создало более прохладный и влажный климат в Серра-ду. Март. Эти эпифиты процветали во влажной среде, поскольку их трихомы полагаются на воду в воздухе, а не на земле, как наземные растения. Здесь также видны многие эпифитные бромелии, имеющие цистерну.

Еще до этого несколько других бромелиевых уже расселились по Бразильскому щиту, в то время как климат был еще засушливым, вероятно, в результате постепенного процесса распространения на короткие расстояния. Они составляют наземных представителей Bromelioideae, которые обладают сильно ксероморфными признаками.

Адаптации

Бромелии способны жить в самых разных условиях окружающей среды благодаря своим многочисленным приспособлениям. Трихомы в форме чешуек или волосков позволяют бромелиям улавливать воду в облачных лесах и помогают отражать солнечный свет в пустынных условиях. Некоторые бромелии также развили адаптацию, известную как привычка к аквариуму, которая включает в себя формирование плотно связанной структуры с листьями, которая помогает захватывать воду и питательные вещества в отсутствие хорошо развитой корневой системы. Бромелии также используют фотосинтез с метаболизмом крассулевой кислоты (САМ) для создания сахаров. Эта адаптация позволяет бромелиям в жарком или сухом климате открывать устьицы ночью, а не днем, что снижает потерю воды.

И САМ, и эпифитизм эволюционировали несколько раз внутри семейства, причем некоторые таксоны даже вернулись к фотосинтезу C3, поскольку они излучались в менее засушливый климат.

Классификация

Семейство Bromeliaceae в настоящее время размещено в порядке Poales .

Подсемейства

Семейство Bromeliaceae разделено на восемь подсемейств:

Изначально Bromeliaceae были разделены на три подсемейства на основе морфологических характеристик семян: Bromelioideae (семена в баккатных плодах), Tillandsioideae (перистые семена) и Pitcairnioideae (семена с крыльевидными придатками). Однако молекулярные данные показали, что, хотя Bromelioideae и Tillandsioideae являются монофилетическими, Pitcairnioideae на самом деле парафилетичны и должны быть разделены на шесть подсемейств: Brocchinioideae, Lindmanioideae, Hechtioideae, Navioideae, Pitcairnioideae. Puyoideae. Puyoideae.

Brocchinioideae определяется как самая базальная ветвь Bromeliaceae на основании как морфологических, так и молекулярных данных, а именно генов в ДНК хлоропластов.

Lindmanioideae - следующая по величине базальная ветвь, отличающаяся от других подсемейств извитыми чашелистиками и ДНК хлоропластов.

Hechtioideae также определяется на основе анализа ДНК хлоропластов; аналогичные морфологические приспособления к засушливой среде, также обнаруженные в других группах (а именно в роду Puya ) , приписываются конвергентной эволюции .

Navioideae отделяется от Pitcairnioideae на основе его улитковых чашелистиков и ДНК хлоропластов.

Puyoideae был переклассифицирован несколько раз, и его монофилия остается спорной в соответствии с анализами ДНК хлоропластов.

Роды

Галерея

Выращивание и использование

Коллекция смешанных культур Bromeliaceae

Люди использовали бромелии тысячи лет. В инки , ацтеки , майя и другие использовали их для пищевых продуктов, защиты, волокна и церемонии, так же , как они все еще используются сегодня. Интерес Европы начался, когда испанские конкистадоры вернулись с ананасом , который стал настолько популярным как экзотическая еда, что изображение ананаса было адаптировано в европейском искусстве и скульптуре. В 1776 году в Европу был завезен вид Guzmania lingulata , который произвел фурор среди садоводов, незнакомых с таким растением. В 1828 году в Европу была завезена Aechmea fasciata , а в 1840 году - Vriesea splendens. Эти пересадки оказались настолько успешными, что они до сих пор остаются одними из самых широко выращиваемых сортов бромелиевых.

В 19 веке селекционеры из Бельгии, Франции и Нидерландов начали гибридизацию растений для оптовой торговли. Многие экзотические сорта выращивались до Первой мировой войны, что остановило программы разведения и привело к потере некоторых видов. Растения снова приобрели популярность после Второй мировой войны. С тех пор голландские , бельгийские и североамериканские питомники значительно расширили производство бромелий.

Только одна бромелия, ананас ( Ananas comosus ), является коммерчески важной пищевой культурой. Бромелайн , обычный ингредиент для размягчителя мяса, извлекается из стеблей ананаса. Многие другие бромелии - популярные декоративные растения , выращиваемые как в качестве садовых, так и комнатных растений .

Бромелии - важные пищевые растения для многих народов. Например, пима из Мексики иногда употребляет цветы Tillandsia erubescens и T. recurvata из-за высокого содержания в них сахара; в Аргентине и Боливии потребляются верхушки побегов T. rubella и T. maxima ; В Венесуэле коренные прибрежные племена едят кисловатую, но сладко пахнущую ягоду, известную как «майя», из бромелии хризантемы в качестве фрукта или в ферментированных напитках.

Коллекционеры

Эдуард Андре был французским коллекционером / исследователем, чьи многочисленные открытия бромелиевых в Кордильерах Южной Америки окажут влияние на последующих садоводов. Он служил источником вдохновения для коллекционеров 20-го века, в частности для Малфорда Б. Фостера и Лаймана Смита из США, Вернера Рау из Германии и Мишель Дженкинс из Австралии.

Смотрите также

использованная литература

внешние ссылки