WikiDer > Bromeliaceae

Bromeliaceae
«Бромелия» перенаправляется сюда. О трилогии детских книг см. Трилогия Нома.

Bromeliaceae
Ананас1.JPG
Ананас, бромелия
Научная классификация е
Королевство:Plantae
Clade:Трахеофиты
Clade:Покрытосеменные
Clade:Однодольные
Clade:Коммелиниды
Порядок:Poales
Семья:Bromeliaceae
Юсс.[1]
Подсемейства
WorldBromeliadDistribution.PNG

В Bromeliaceae (в бромелии) это семья из однодольные цветущие растения 75 родов и около 3590 известных видов[2] уроженец в основном тропический Америка, с некоторыми видами, найденными в американских субтропики и один в тропическом Западная Африка, Pitcairnia feliciana.[3]

Это среди базальный семьи в Poales и это единственная семья в ордене, у которой есть септальные нектарники и нижние яичники.[4] Эти нижние яичники охарактеризовать Bromelioideae, подсемейство Bromeliaceae.[5] В семью входят оба эпифиты, такие как Испанский мох (Тилландсия usneoides), и земной виды, такие как ананас (Ananas Comosus). Многие бромелии способны накапливать воду в структуре, образованной их плотным перекрытием. лист базы. Однако семейство достаточно разнообразно и включает бромелиевые баковые, серолистные. эпифит Тилландсия виды, которые собирают воду только из листовых структур, называемых трихомы, и многие пустынные жилища суккуленты.

Самая крупная бромелия - это Пуйя Раймондии, который достигает 3–4 метров (9,8–13,1 футов) в высоту в вегетации с цветочным шипом высотой 9–10 метров (30–33 футов),[6][7] и самый маленький Испанский мох.[нужна цитата]

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 розетка, широко узорчатый и цветной. Цвета листьев варьируются от темно-бордового, оттенков зеленого до 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 могут быть разные цвета верха и низа, а также разновидности. Тилландсия цианея имеют аромат, напоминающий 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.[8]

Различные организмы используют бассейны с водой, захваченные бромелиями. Исследование 209 растений из Эквадорский низины идентифицировали 11 219 животных, представляющих более 300 различных видов, многие из которых встречаются только на бромелиях. Примеры включают некоторые виды остракоды, маленький саламандры около 2,5 см (1 дюйм) в длину и древесные лягушки. Ямайский бромелии являются домом для Метопаулии депрессивные, красновато-коричневый краб 2 см (0,8 дюйма) в диаметре, что привело к развитию социального поведения, чтобы защитить детенышей от хищников. Diceratobasis macrogaster, разновидность проклятый чья личинки живут бромелиями. Некоторые бромелии даже служат домами для других видов бромелиевых.[8]

Распределение

Бромелии, растущие на телефонных линиях в Боливия

Растения Bromeliaceae широко представлены в своем естественном климате по всей Америке. Один вид (Pitcairnia Feliciana) встречается в Африке.[9] Их можно встретить на высотах от уровня моря до 4200 метров, от тропические леса к пустыни. 1814 видов эпифиты, некоторые литофиты, а некоторые - земные. Соответственно, эти растения можно встретить в Андский высокогорья, от северного Чили до Колумбии, в Пустыня Сечура прибрежного Перу, в облачные леса Центральной и Южной Америки, на юге США с юга Вирджиния к Флорида к Техас, а на крайнем юге Аризона.

Экология

Бромелии часто служат фитотельматы, накапливая воду между своими листьями. В водной среде обитания, созданной в результате, обитает множество разнообразных беспозвоночные, особенно личинки водных насекомых.[10][11] Эти бромелии беспозвоночные приносят пользу своим хозяевам, увеличивая азот поглощаются растением.[12][13][14]

Деревья или ветви, на которые больше падает солнечный свет, обычно имеют больше бромелиевых. 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.[15][16]

Эволюция

Бромелии - одна из недавно появившихся групп растений. Наибольшее количество примитивных видов обитает в Андский высокогорья Южной Америки, откуда они зародились в тепуи из Гвианский щит примерно 100 миллионов лет назад.[17] Тем не менее, семейство не разделилось на существующие подсемейства до 19 миллионов лет назад. Длительный период между происхождением и диверсификацией бромелиевых, в течение которого не появилось ни одного существующего вида, предполагает, что было много видообразование и исчезновение в то время, что объяснило бы генетическую удаленность Bromeliaceae от других семейств в пределах Poales. Самый базальный род, Brocchinia, является эндемиком Гвианского щита и помещается как сестринская группа остальным роды в семье.[18] Подсемейства Navioideae и Lindmanioideae также являются эндемиками Гвианского щита.

В Западноафриканский виды Pitcairnia feliciana это единственная бромелия не эндемичный до Америки, и считается, что она достигла Африки через дальние расстояния около 12 миллионов лет назад.[17]

Излучение Hechtia и Tillandsioideae

Первыми группами, покинувшими Гвианский щит, были представители рода Hechtia, которые распространились в Центральную Америку через расселение на большие расстояния, а подсемейство Tillandsioideae, который постепенно распространился 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 Андское поднятие, что также быстро происходило с 14,2 до 8,7 миллионов лет назад. Поднятие создало новую горную среду для колонизации эпифитных Tillandsioides и значительно изменило геологические и климатические условия региона. Эти новые условия непосредственно стимулировали видообразование Tillandsioides, а также способствовали видообразованию их животных-опылителей, таких как колибри.[19][20][21][22]

Эволюция Bromelioideae

Около 5,5 миллионов лет назад клады эпифитных Бромелиоиды возник в Серра-ду-Мар, пышный горный регион на побережье юго-востока Бразилии. 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. Мар. [20] 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, когда климат был еще засушливым, вероятно, в результате постепенного процесса распространения на короткие расстояния. Они составляют наземных представителей Bromelioideae, которые имеют очень ксероморфные признаки.[20]

Адаптации

Бромелии способны жить в самых разных условиях окружающей среды благодаря своим многочисленным приспособлениям. Трихомыв форме чешуек или волосков позволяют бромелиям улавливать воду в облачных лесах и помогают отражать солнечный свет в пустынной среде.[23] 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.[23] Бромелии также используют метаболизм крассулоидной кислоты (CAM) фотосинтез для создания сахаров. Эта адаптация позволяет бромелиям в жарком или сухом климате открывать свои устьица ночью, а не днем, что снижает потери воды.[24]

И САМ, и эпифитизм эволюционировали в пределах семейства несколько раз, а некоторые таксоны даже вернулись к C3 фотосинтез поскольку они излучались в менее засушливый климат.[20]

Классификация

Семейство Bromeliaceae в настоящее время размещено в порядке Poales.

Подсемейства

Семейство Bromeliaceae разделено на восемь подсемейств:[19]

Изначально Bromeliaceae были разделены на три подсемейства на основе морфологических признаков семян: Bromelioideae (семена в баккате плоды), Tillandsioideae (перистые семена) и Pitcairnioideae (семена с крыльевидными придатками).[25] Однако молекулярные данные показали, что, хотя Bromelioideae и Tillandsioideae являются монофилетическими, Pitcairnioideae на самом деле парафилетичны.[26] и его следует разделить на шесть подсемейств: Brocchinioideae, Lindmanioideae, Hechtioideae, Navioideae, Pitcairnioideae и Puyoideae.[27]

Brocchinioideae определяется как основная ветвь Bromeliaceae на основании как морфологических, так и молекулярных данных, а именно генов в ДНК хлоропластов.[28]

Lindmanioideae - следующая по величине базальная ветвь, отличающаяся от других подсемейств извитыми чашелистиками и ДНК хлоропластов.[20]

Hechtioideae также определяется на основании анализа ДНК хлоропластов; аналогичные морфологические приспособления к засушливым условиям также обнаруживаются в других группах (а именно, род Пуйя) относятся к конвергентная эволюция.[19]

Navioideae отделяется от Pitcairnioideae на основе его улитковых чашелистиков и ДНК хлоропластов.[29]

Puyoideae был повторно классифицировано несколько раз и его монофилия остается спорной, согласно анализам ДНК хлоропластов.[20]

Рода

Галерея

  • Бромелия

  • Billbergia pyramidalis

  • Billbergia vittata Brongniart

  • Тилландсия usneoides свисает с веток

  • Бромелия

  • Цветок Billbergia sp.

  • Пуйя альпестрис

  • Цветок крупным планом

  • Бромелия

  • Тилландсия воздушные растения на коре пробкового дуба

Выращивание и использование

Люди использовали бромелии тысячи лет. В Инки, Ацтеков, майя а другие использовали их для еды, защиты, волокна и церемоний, так же, как они используются до сих пор. Европейский интерес начался, когда испанские конкистадоры вернулись с ананас, который стал настолько популярен как экзотическая еда, что изображение ананаса было адаптировано в европейском искусстве и скульптуре. В 1776 г. вид Guzmania lingulata был завезен в Европу, вызвав фурор среди незнакомых с таким растением садоводов. В 1828 г. Aechmea fasciata был доставлен в Европу, а затем Vriesea splendens в 1840 году. Эти пересадки оказались настолько успешными, что до сих пор остаются одними из самых широко выращиваемых сортов бромелиевых.

В 19 веке селекционеры из Бельгии, Франции и Нидерландов начали гибридизация растения для оптовой торговли. Многие экзотические сорта выращивались до Первой мировой войны, что остановило программы разведения и привело к потере некоторых видов. Растения снова стали популярными после Второй мировой войны. С того времени, Голландский, бельгийский питомники Северной Америки значительно расширили производство бромелиевых.

Только одна бромелия, ананас (Ananas Comosus), является коммерчески важной пищевой культурой. Бромелайн, распространенный ингредиент в размягчителе мяса, извлекается из стеблей ананаса. Популярны многие другие бромелии декоративные растения, выращивается как в саду, так и в комнатные растения.

Бромелии - важные пищевые растения для многих народов. Например, Пима Мексики иногда употребляют цветы Tillandsia erubescens и T. recurvata из-за высокого содержания сахара; в Аргентине и Боливии верхушки побегов Т. краснуха и T. maxima потребляются; в Венесуэле коренные прибрежные племена едят кислую, но сладко пахнущую ягоду, известную как «майя». Бромелия хризанта как фрукты или в ферментированных напитках.[30]

Коллекционеры

Эдуард Андре был французским коллекционером / исследователем, чьи многочисленные открытия бромелиевых в Кордильерах Южной Америки окажут влияние на последующих садоводов. Он послужил источником вдохновения для коллекционеров ХХ века, в частности Малфорд Б. Фостер и Лайман Смит Соединенных Штатов и Вернер Раух из Германии и Мишель Дженкинс из Австралии.[31]

Смотрите также

использованная литература

  1. ^ Группа филогении покрытосеменных (2009 г.), «Обновление классификации группы филогении покрытосеменных для порядков и семейств цветковых растений: APG III», Ботанический журнал Линнеевского общества, 161 (2): 105–121, Дои:10.1111 / j.1095-8339.2009.00996.x
  2. ^ Гауда, Э.Дж. И Мясник, Д. (продолжение обновлено) Список принятых названий Bromeliaceae [http://bromeliad.nl/bromNames/]. Ботанический сад Университета, Утрехт (доступ: 20-12-2019).
  3. ^ Мабберли, Д.Дж. (1997). Книга растений. Кембридж: Издательство Кембриджского университета.
  4. ^ Джадд, Уолтер С. Плант систематизирует филогенетический подход. 3-е изд. Сандерленд, Массачусетс: Sinauer Associates, Inc., 2007.
  5. ^ Саджо, М. Г. (2004). «Цветочная анатомия Bromeliaceae, с особым упором на эпигинии и перегородочные нектарники у комлинид однодольных». Систематика и эволюция растений. 247 (3–4): 215–31. Дои:10.1007 / s00606-002-0143-0. S2CID 20457047.
  6. ^ "Ллифле". Энциклопедия живых существ.
  7. ^ "Пуйя Раймондии - Самая большая бромелия в мире". Странные чудесные вещи.
  8. ^ а б "Ананасовые мечты", Дикая сторона, Оливия Джадсон, Нью-Йорк Таймс, 18 марта 2008 г.
  9. ^ Порембски, Стефан; Бартлотт, Вильгельм (1999). "Pitcairnia Feliciana: Единственная аборигенная африканская бромелия". Статьи Гарварда по ботанике. 4 (1): 175–184. JSTOR 41761298.
  10. ^ Франк, Дж. Н .; Лунибос, Л. П. (01.02.2009). «Насекомые и союзники, связанные с бромелиями: обзор». Отзывы о наземных членистоногих. 1 (2): 125–153. Дои:10.1163 / 187498308X414742. ISSN 1874-9836. ЧВК 2832612. PMID 20209047.
  11. ^ Пикадо, К. (1913). Les broméliacées épiphytes considéréescom milieu biologique. Bulletin scientifique de la France et de la Belgique 5: 215-360
  12. ^ Ngai, Jacqueline T .; Шривастава, Дайан С. (10 ноября 2006 г.). «Хищники ускоряют круговорот питательных веществ в экосистеме бромелиевых». Наука. 314 (5801): 963. Дои:10.1126 / наука.1132598. ISSN 0036-8075. PMID 17095695. S2CID 27072688.
  13. ^ Лерой, Селин; Корбара, Бруно; Дежан, Ален; Серегино, Режи (1 сентября 2009 г.). «Муравьи опосредуют структуру листвы и поглощение азота в аквариуме-бромелии». Новый Фитолог. 183 (4): 1124–1133. Дои:10.1111 / j.1469-8137.2009.02891.x. ISSN 1469-8137. PMID 19500265.
  14. ^ Ромеро, Густаво К .; Шривастава, Дайан С. (01.09.2010). «Состав пищевой сети влияет на межэкосистемные взаимодействия и субсидии». Журнал экологии животных. 79 (5): 1122–1131. Дои:10.1111 / j.1365-2656.2010.01716.x. ISSN 1365-2656. PMID 20584097.
  15. ^ Генам, К., и Монж-Нахера, Дж. (2012). Как организмы достигают и колонизируют бромелии: полевые эксперименты по проверке двух гипотез Пикадо и влияние возраста деревьев и кардинального распределения на бромелиевые в Картаго, Коста-Рика. UNED Research Journal, 4 (2), 181-186.
  16. ^ Лопес, Л. С., Алвес, Р. Р. Д. Н., и Риос, Р. И. (2009). Факторы микросреды и эндемизм водной фауны бромелиевых. Hydrobiología, 625 (1), 151-156.
  17. ^ а б Givnish, Thomas J .; Millam, Kendra C .; Эванс, Тимоти М .; Холл, Джоселин С .; Pires, J.C .; Берри, Пол Э .; Сыцма, Кеннет Дж. (2004). «Древняя викариация или недавнее расселение на большие расстояния? Выводы о филогении и южноамериканско-африканских разъединениях Raptaceae и Bromeliaceae, основанные на данных последовательности ndhf». Международный журнал наук о растениях. 165 (4): 35–54. Дои:10.1086/421067. S2CID 18808651.
  18. ^ Barfuss, Майкл Х .; Самуэль, Розабель; Тилль, Уолтер; Стюесси, Тодд Ф. (2005). «Филогенетические отношения в подсемействе Tillandsioideae (Bromeliaceae) на основе данных о последовательности ДНК из семи пластидных областей». Американский журнал ботаники. 92 (2): 337–51. Дои:10.3732 / ajb.92.2.337. PMID 21652410.
  19. ^ а б c Гивниш, Томас; Миллам, Кендра; Берри, Пол; Сыцма, Кеннет (2007). «Филогения, адаптивная радиация и историческая биогеография бромелиевых на основе данных последовательности ndhF». Алисо. 23 (1): 3–26. Дои:10.5642 / aliso.20072301.04. ISSN 2327-2929.
  20. ^ а б c d е ж Гивниш, Томас (2011). «Филогения, адаптивная радиация и историческая биогеография у Bromeliaceae: выводы из филогении пластид с восемью локусами». Американский журнал ботаники. 98 (5): 872–895. Дои:10.3732 / ajb.1000059. HDL:2027.42/142109. PMID 21613186.
  21. ^ Блейвейс, Роберт (сентябрь 1998 г.). «Темп и способ эволюции колибри». Биологический журнал Линнеевского общества. 65 (1): 63–76. Дои:10.1111 / j.1095-8312.1998.tb00351.x.
  22. ^ Hoorn, C .; Wesselingh, F.P .; ter Steege, H .; Бермудес, М. А .; Mora, A .; Севинк, Дж .; Sanmartin, I .; Sanchez-Meseguer, A .; Anderson, C.L .; Фигейредо, Дж. П .; Харамилло, К. (12 ноября 2010 г.). «Амазония сквозь время: поднятие Анд, изменение климата, эволюция ландшафта и биоразнообразие» (PDF). Наука. 330 (6006): 927–931. Bibcode:2010Sci ... 330..927H. Дои:10.1126 / science.1194585. ISSN 0036-8075. PMID 21071659. S2CID 206528591.
  23. ^ а б Шульте, Катарина; Barfuss, Майкл Х .; Жижка, Георг (2009). «Филогения Bromelioideae (Bromeliaceae), выведенная из ядерных пластидных локусов ДНК, показывает эволюцию аквариумной привычки внутри подсемейства». Молекулярная филогенетика и эволюция. 51 (2): 327–39. Дои:10.1016 / j.ympev.2009.02.003. PMID 19236934.
  24. ^ Рекс, Мартина; Пацольт, Керстин; Шульте, Катарина; Жижка, Георг; Васкуэс, Роберто; Ibisch, Pierre L .; Вайзинг, Курт (2007). «AFLP-анализ генетических отношений в роде Fosterella L.B. Smith (Pitcairnioideae, Bromeliaceae)». Геном. 50 (1): 90–105. Дои:10.1139 / g06-141. PMID 17546075.
  25. ^ Смит Л. Б., Даунс Р. Дж. (1974). "Flora neotropica: монография. 14. (Bromeliaceae)". Ботанический сад Нью-Йорка.
  26. ^ Терри, Рэндалл (1997). «Исследование подсемейной филогении Bromeliaceae с использованием сравнительного секвенирования пластидного локуса ndhF». Американский журнал ботаники. 84 (5): 664–670. Дои:10.2307/2445903. HDL:20.500.11919/753. JSTOR 2445903. PMID 21708619.
  27. ^ Занелла, Камила (2012). «Генетика, эволюция и сохранение Bromeliaceae». Генетика и молекулярная биология. 35 (4 доп. 1): 1020–1026. Дои:10.1590 / с1415-47572012000600017. ЧВК 3571438. PMID 23412953.
  28. ^ Хоррес, Ральф (2000). «Молекулярная филогенетика Bromeliaceae: данные по интронным последовательностям trnL (UAA) генома хлоропластов». Биология растений. 2 (3): 306–315. Дои:10.1055 / с-2000-3700.
  29. ^ Крейн, Даррен (2004). «Множественное происхождение метаболизма кислоты толстолистых и эпифитной привычки в неотропической семье Bromeliaceae». Труды Национальной академии наук. 101 (10): 3703–3708. Bibcode:2004PNAS..101.3703C. Дои:10.1073 / pnas.0400366101. ЧВК 373526. PMID 14982989.
  30. ^ Хорнунг-Леони (2011). «Бромелии: традиционная растительная пища в Латинской Америке с доиспанских времен». Polibotánica. 32: 219–229. Получено 30 марта 2020.
  31. ^ Андре, Эдуард Франсуа. "Bromeliaceae Andreanae. Description et histoire des Bromeliacees recoltees dans La Colombie, L'Ecuador et Le Venezuela". Париж: Librairie Agricole; Г. Массон, 1889 г.

внешние ссылки