Nelumbo / n ɪ ˈ l ʌ m b oʊ / [1] — род водных растений с крупными эффектными цветками . Членов обычно называют лотосом , хотя это название также применяется к различным другим растениям и группам растений , включая неродственный род Lotus . Члены внешне напоминают представителей семейства Nymphaeaceae («кувшинки»), но на самом деле Nelumbo очень далек от этого семейства.
Есть только два известных живых вида лотоса: Nelumbo nucifera , который произрастает в Восточной Азии , Южной Азии , Юго-Восточной Азии и, вероятно, в Австралии и более известен. Его обычно культивируют; его едят и используют в традиционной китайской медицине . Другой лотос — Nelumbo lutea , родом из Северной Америки и Карибского бассейна . Между этими двумя аллопатрическими видами были получены садовые гибриды .
-_water_drops_W_IMG_8657.jpg/1280px-Nelumbo_nucifera_(Indian_Lotus)-_water_drops_W_IMG_8657.jpg)
Листья Nelumbo обладают сильными водоотталкивающими свойствами (т.е. обладают ультрагидрофобностью ) и дали название так называемому эффекту лотоса . [2] Ультрагидрофобность включает в себя два критерия: очень высокий угол контакта капли воды с поверхностью листа и очень низкий угол скатывания. [3] Это означает, что вода должна контактировать с поверхностью листа ровно в одной крошечной точке, и любые манипуляции с листом путем изменения его угла приведут к тому, что капля воды скатится с листа. [3] Ультрагидрофобность обеспечивается обычно плотным слоем сосочков на поверхности листьев Nelumbo и маленькими прочными восковыми трубочками, которые выступают из каждого сосочка. [4] Это помогает уменьшить площадь контакта между каплей воды и листом. [4]
Говорят, что ультрагидрофобность дает очень важное эволюционное преимущество. Как водное растение с листьями, покоящимися на поверхности воды, род Nelumbo характеризуется концентрацией устьиц в верхнем эпидермисе листьев, в отличие от большинства других растений, у которых устьица концентрируются в нижнем эпидермисе , под листом. [4] Скопление воды в верхнем эпидермисе, будь то дождь, туман или близлежащее возмущение воды, очень вредно для способности листа осуществлять газообмен через устьица. Таким образом, ультрагидрофобность Nelumbo позволяет каплям воды очень быстро скапливаться вместе, а затем очень легко скатываться с листа при малейшем нарушении листа - процесс, который позволяет его устьицам нормально функционировать без ограничений из-за блокировки каплями воды. [5]
Необычным свойством рода Nelumbo является то, что он может генерировать тепло [6] , что он делает, используя альтернативный путь оксидазы (АОХ). [7] [8] Этот путь включает в себя другой, альтернативный обмен электронами по сравнению с обычным путем, по которому электроны следуют при выработке энергии в митохондриях , известный как АОХ или альтернативный оксидазный путь.
Типичный путь в митохондриях растений включает цитохромные комплексы. Путь, используемый для выработки тепла у Nelumbo , включает устойчивую к цианиду альтернативную оксидазу, которая является другим акцептором электронов, чем обычные цитохромные комплексы. [9] Растение также снижает концентрацию убиквитина во время термогенеза , что позволяет АО в растении функционировать без деградации. [10] Термогенез ограничен цветоложкой , тычинками и лепестками цветка , но каждая из этих частей производит тепло независимо. не полагаясь на выработку тепла в других частях цветка. [11]
Существует несколько теорий о функции термогенеза, особенно у такого водного рода, как Nelumbo . Наиболее распространенная теория утверждает, что термогенез в цветах привлекает опылителей по разным причинам. Нагретые цветы могут привлечь насекомых-опылителей. Когда опылители согреваются, отдыхая внутри цветка, они откладывают пыльцу на цветок и собирают его с него. [6] Термогенная среда также может способствовать спариванию опылителей ; опылителям для размножения может потребоваться определенная температура. Обеспечивая идеальную термогенную среду, цветок опыляется спаривающимися опылителями. [12] Другие предполагают, что выделение тепла способствует выделению летучих соединений в воздух, привлекая опылителей, летающих над водой, или что тепло распознается в темноте термочувствительными опылителями. Ни одна из них не оказалась более правдоподобной, чем остальные. [13]
После цветения цветоложе лотоса переходит от преимущественно термогенной структуры к фотосинтетической , о чем свидетельствует быстрое и резкое увеличение количества фотосистем , фотосинтетически участвующих пигментов, скорости транспорта электронов и присутствие 13 C в цветоложе и лепестках. из которых способствуют увеличению скорости фотосинтеза. [14] После этого перехода весь термогенез в цветке теряется. Опылителей не нужно привлекать после оплодотворения завязи , и, таким образом, ресурсы цветоложа лучше использовать, когда он фотосинтезирует для производства углеводов , которые могут увеличить биомассу растения или массу плодов. [12]
Другие растения используют терморегуляцию в своем жизненном цикле. Среди них — восточная скунсовая капуста , которая нагревается, растапливая лед над ней, и ранней весной пробивается сквозь землю. [15] А еще слоновий ямс , который нагревает свои цветы, чтобы привлечь опылителей. Кроме того, цветок-падальщик , который нагревается, рассеивая водяной пар по воздуху, распространяя свой аромат дальше, привлекая тем самым больше опылителей.
Листья Nelumbo можно отличить от листьев родов семейства Nymphaeaceae , поскольку они имеют пельтатную форму , то есть полностью круглые листья. У нимфеи , с другой стороны, есть единственная характерная выемка от края к центру кувшинки. Семенной стручок Nelumbo очень своеобразен .
Система Кронквиста 1981 года признает семейство Nelumbonaceae , но помещает его в отряд кувшинок Nymphaeales . Система Дальгрена 1985 года и система Торна 1992 года признают это семейство и помещают его в отдельный отряд Nelumbonales. Министерство сельского хозяйства США до сих пор относит семейство лотосовых к отряду кувшинок. [16]
Существуют остаточные разногласия по поводу того, к какому семейству следует отнести этот род. Традиционные системы классификации признавали Nelumbo частью Nymphaeaceae, но традиционные систематики, вероятно, были введены в заблуждение конвергентной эволюцией , связанной с эволюционным переходом от наземного к водному образу жизни. В старых классификационных системах его относили к отряду Nymphaeales или Nelumbonales.
Nelumbo в настоящее время признан единственным живым родом Nelumbonaceae, одного из нескольких самобытных семейств эвдикотового отряда Proteales . Его ближайшие родственники ( Proteaceae и Platanaceae ) — кустарники или деревья.
Система APG IV 2016 года признает Nelumbonaceae как отдельное семейство и помещает его в порядок Proteales в кладе эвдикотов , как и более ранние системы APG III и APG II . [17]
Есть несколько ископаемых видов, известных из меловых , палеогеновых и неогеновых слоев по всей Евразии и Северной Америке . Несмотря на древнее происхождение этого рода и широкое географическое разделение двух современных видов ( N. nucifera и N. lutea ), филогенетические данные указывают на то, что они разошлись довольно недавно, в раннем плейстоцене (около 2 миллионов лет назад). [18]
Название рода происходит от сингальского языка : නෙළුම් neḷum , названия Nelumbo nucifera . [21]
Все растение можно есть как сырым, так и приготовленным. Подводная часть богата крахмалом . Мясистые части можно выкопать из грязи и запечь или отварить. Молодые листья можно варить. Семена приятны на вкус, их можно есть сырыми или сушить и измельчать в муку. [22] Волокна стебля также используются для изготовления шелка лотоса . [23]
Священный лотос, N. nucifera , является священным как в индуизме , так и в буддизме . [19] Это цветочная эмблема Индии и Вьетнама .
{{cite book}}: CS1 maint: другие ( ссылка )
