stringtranslate.com

Подсолнечник

Helianthus ( / ˌ h iː l i ˈ æ n θ ə s / ) [3] — род , включающий около 70 видов однолетних и многолетних цветковых растений семейства маргариточных Asteraceae , широко известных как подсолнечники . [4] [5] За исключением трех южноамериканских видов, виды Helianthus являются родными для Северной Америки и Центральной Америки . Самый известный вид — подсолнечник обыкновенный ( Helianthus annuus ). [6] Этот и другие виды, особенно топинамбур ( H. tuberosus ), выращиваются врегионах с умеренным климатом и некоторых тропических регионах в качестве продовольственных культур для людей, крупного рогатого скота и птицы, а также как декоративные растения. [7] Вид H. annuus обычно растет летом и в начале осени, причем пик сезона роста приходится на середину лета. [8]

В садах выращивают несколько многолетних видов Helianthus , но они имеют тенденцию к быстрому распространению и могут стать агрессивными. С другой стороны, мутовчатый подсолнечник Helianthus verticillatus был внесен в список исчезающих видов в 2014 году, когда Служба охраны рыбы и дикой природы США выпустила окончательное правило, защищающее его в соответствии с Законом об исчезающих видах . Основными угрозами являются промышленные лесные хозяйства и сосновые плантации в Алабаме, Джорджии и Теннесси. Они вырастают до 1,8 метра (6 футов) и в основном встречаются в лесах, прилегающих к ручьям и влажным местам, похожим на прерии. [9]

Подсолнечник обыкновенный — национальный цветок Украины , культивируемый здесь уже несколько столетий. [10]

Описание

Диск подсолнуха состоит из множества маленьких цветков. Лучевые цветы здесь засушены
Поле подсолнухов в Северной Каролине
В Северной Каролине
Выращивание семян подсолнечника

Подсолнухи обычно представляют собой высокие однолетние или многолетние растения, которые у некоторых видов могут достигать высоты 300 сантиметров (120 дюймов) и более. Каждый «цветок» на самом деле представляет собой диск, состоящий из крошечных цветков, образующих более крупный ложный цветок для лучшего привлечения опылителей. Растения имеют одну или несколько широких верхушечных головок (цветочные головки, состоящие из множества крошечных цветков) с ярко-желтыми лучевыми цветками (мини-цветками внутри цветочной головки) снаружи и желтыми или бордовыми (также известными как коричневые / красные). Дисковые соцветия внутри. Некоторые декоративные сорта H. annuus имеют лучевые соцветия красного цвета; все они происходят от одного исходного мутанта. [11] Хотя большинство подсолнухов желтого цвета, существуют ветвящиеся сорта других цветов, включая оранжевый, красный и фиолетовый.

Черешковые листья зубчатые и часто липкие . Нижние листья супротивные, яйцевидные , часто сердцевидные. Грубый и опушенный стебель у диких растений разветвлен в верхней части, но у одомашненных сортов обычно не разветвлен. [12]

Технически этот род отличается тем, что лучевые цветки (если они есть) стерильны, а также наличием на дисковых цветках хохолка, состоящего из двух остистых чешуек, которые являются кадукальными (то есть легко отделяются и опадают при зрелость). У некоторых видов также есть дополнительные более короткие чешуйки на хохолке, а у одного вида хохолок полностью отсутствует. Еще одна техническая особенность, которая более надежно отличает этот род, но для того чтобы ее увидеть, требует микроскопа, - это наличие заметного многоклеточного придатка на вершине столбика. Далее соцветия подсолнуха располагаются по естественной спирали . [13]

Изменчивость наблюдается среди многолетних видов, составляющих основную часть рода. Некоторые из них имеют большую часть или все большие листья в розетке у основания растения и образуют цветущий стебель с листьями уменьшенного размера. У большинства многолетних растений дисковые цветы полностью желтые, но у некоторых есть дисковые цветы с красноватыми лепестками. У одного вида, H. radula , лучевые цветки вообще отсутствуют.

В целом макроэволюция Helianthus обусловлена ​​множеством биотических и абиотических факторов и влияет на различную морфологию цветков. [14]

Виды Helianthus используются в качестве пищевых растений личинками многих чешуекрылых.

Этапы роста

Рост подсолнечника строго зависит от его генетического состава и происхождения. [15] Кроме того, на его развитие будет влиять время года посадки; это время года, как правило, приходится на середину лета и начало осени. Развитие подсолнечника классифицируется по ряду вегетативных стадий и репродуктивных стадий, которые можно определить путем идентификации головок или основной ветви одиночной головки или разветвленной головки. [15]

Соцветия подсолнечника расположены по естественной спирали, имеющей последовательность Фибоначчи.

Лицом к Солнцу (гелиотропизм)

Перед цветением головки растений Helianthus в течение дня наклоняются лицом к Солнцу . Это движение называется гелиотропизмом , которое продолжается в течение короткого времени, когда формируются цветочные бутоны и молодые головки гелиантуса следуют за Солнцем. Ночью цветочные головки меняют свое положение и смотрят на восток в ожидании восхода солнца. [16] Подсолнухи возвращаются в исходное положение между 3 и 6 часами утра, а листья появляются примерно через час. [17]

К тому времени, когда они созревают и достигают цветения , Helianthus обычно перестают двигаться и остаются обращенными на восток, что позволяет им согреваться восходящим солнцем. [12] Исторически это приводило к спорам о том, является ли гелиантус гелиотропным, поскольку многим ученым не удалось наблюдать движение при изучении растений, которые уже зацвели. [16]

Это заметно отличается от гелиотропизма листьев, поскольку механизм перемещения листьев существует в pulvinus . Поскольку у цветков нет пульвини, движение вызвано ускорением роста стеблей. [16] [18] Накопление скорости роста стебля на восточной стороне стебля постепенно перемещает цветок с востока на запад в дневное время. Это соответствует тому, как Солнце восходит на востоке и падает на западе. Ночью скорость роста выше на западной стороне стебля, что постепенно выталкивает цветок с западной стороны обратно на восточную. [18] Кроме того, на самом деле не все растение меняет свое направление в сторону Солнца, а сам цветок наклоняется, чтобы его освещали солнечные лучи. [ нужна цитата ]

Гелиотропное движение вызвано ростом на противоположной стороне цветка, вызванным накоплением гормонов роста во время пребывания на солнце. [12] [19]

Гелиотропизм сохраняется в пасмурные дни, когда солнце светит неярко, а это означает, что движение является эндогенным и представляет собой обученный и непрерывный процесс. [16] Однако движение цветов не происходит во время длительных периодов дождя или облаков. Это также не происходит в камере выращивания при воздействии 16 часов света или в теплицах, что позволяет предположить, что растениям требуется направленный движущийся источник света. [17] [16] Хелиантус также может различать разные типы света. [16] При воздействии света разной частоты гипокотили изгибаются в сторону синего света, а не в сторону красного, в зависимости от качества источника света.

Именно циркадные ритмы и различия в скорости роста стебля работают вместе и вызывают гелиотропизм Helianthus . Это важно для привлечения опылителей и повышения метаболизма роста. Будущие исследования необходимы для определения точной физиологической основы и клеточного механизма такого поведения.

Таксономия

Helianthus происходит от греческого ἥλιος hēlios «солнце» и ἄνθος anthos «цветок», [20] потому что его круглые цветочные головки в сочетании с язычками похожи на Солнце . [6]

В этом роде признано много видов: [2] [21]

Ранее включено

Следующие виды ранее были включены в род Helianthus . [2]

Использование

Семена H. annuus используются в пищу человеку . Большинство сортов подсолнечника являются вариантами H. annuus , но четыре других вида (все многолетники ) также одомашнены. Сюда входит H. tuberosus , топинамбур , дающий съедобные клубни.

В роде подсолнечника Helianthus много видов , а также много видов других родов, которые можно назвать подсолнечниками.

Экология

Пчелы опыляют головку подсолнечника

Доказано, что подсолнухи являются отличными растениями для привлечения полезных насекомых, в том числе опылителей. Helianthus виды. представляют собой цветковое растение, производящее нектар, которое привлекает опылителей и паразитоидов, которые сокращают популяции вредителей в близлежащих сельскохозяйственных культурах. Подсолнухи привлекают различных полезных опылителей (например, медоносных пчел) и других известных насекомых-жертв, которые питаются и контролируют популяцию паразитических вредителей, которые могут нанести вред сельскохозяйственным культурам. [22] Хищных насекомых в первую очередь привлекают подсолнухи после их посадки. Однажды Helianthus spp. достигает шести дюймов и дает цветы, которые начинают привлекать больше опылителей. Расстояние между рядами подсолнечника и растительностью сельскохозяйственных культур играет важную роль в этом явлении, поэтому предполагается, что более близость к посевам увеличит привлекательность насекомых. [22]

Помимо опылителей видов Helianthus , существуют и другие факторы, такие как абиотический стресс, цветение и болезни, которые также способствуют эволюции цветочных признаков. Это селективное давление, возникающее под действием нескольких биотических и абиотических факторов, связано с условиями окружающей среды среды обитания, которые все играют роль в общей морфологии цветочных особенностей подсолнечника. [23]

Экосистема состоит как из биотических (живых элементов экосистемы, таких как растения, животные, грибы, простейшие и бактерии), так и из абиотических факторов (неживые элементы экосистемы, такие как воздух, почва, вода, свет, соленость и температура). [24]

Считается, что два биотических фактора могут объяснить эволюцию более крупных подсолнечников и то, почему они присутствуют в более засушливых условиях. [23] Во-первых, считается, что отбор опылителей увеличил размер подсолнечника в более засушливой среде. [23] Это связано с тем, что в более засушливой среде обычно меньше опылителей. [23] В результате, чтобы подсолнечник мог привлечь больше опылителей, им пришлось улучшить морфологию своих цветочных признаков, то есть увеличить размер дисплея. [23] Еще одним биотическим фактором, который может объяснить эволюцию более крупных подсолнечников в более засушливых условиях, является то, что давление со стороны цветоносности и болезней благоприятствует более мелким цветам в средах обитания с более умеренным запасом влаги (мезическая среда обитания). [23] В более влажной среде обычно более густая растительность, больше травоядных животных и больше окружающих патогенов. [23] Поскольку более крупные цветы, как правило, более восприимчивы к болезням и цветению, более мелкие цветы могли появиться в более влажной среде, что объясняет эволюцию более крупных подсолнечников в более засушливых условиях. [23]

Галерея

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ аб "Гелиант". Информационная сеть по ресурсам зародышевой плазмы . Служба сельскохозяйственных исследований Министерства сельского хозяйства США . Проверено 22 февраля 2011 г.
  2. ^ abc "Гелиантус Л." Мировая флора онлайн . Всемирный консорциум флоры. 2023 . Проверено 8 февраля 2023 г.
  3. ^ Книга закатного западного сада. Досуговое искусство. 1995. с. 606–607.
  4. ^ Шиллинг, Эдвард Э. (2006). "Подсолнечник". Редакционный комитет «Флоры Северной Америки» (ред.). Флора Северной Америки Севера Мексики (FNA). Том. 21. Нью-Йорк и Оксфорд: Издательство Оксфордского университета – через eFloras.org, Ботанический сад Миссури , Сент-Луис, Миссури и Гербарии Гарвардского университета , Кембридж, Массачусетс.
  5. ^ "Производство подсолнечника". Государственный университет Северной Дакоты. Архивировано из оригинала 18 августа 2016 года . Проверено 12 июля 2016 г.
  6. ^ ab Краткий Оксфордский словарь английского языка (6-е изд.). Соединенное Королевство: Издательство Оксфордского университета. 2007. с. 3804. ИСБН 978-0-19-920687-2.
  7. ^ Энциклопедия садовых растений RHS AZ . Соединенное Королевство: Дорлинг Киндерсли. 2008. с. 1136. ИСБН 978-1-4053-3296-5.
  8. ^ «Характеристики сохраняемых растений - подсолнечник обыкновенный Helianthus annuus L. HEAN3» . Министерство сельского хозяйства США — Служба охраны природных ресурсов . Проверено 1 апреля 2019 г.
  9. ↑ Ремиллард, Эшли (4 августа 2014 г.) «Заключительное правило Службы рыболовства и дикой природы США касается защиты трех цветов». Архивировано 12 августа 2014 г. в блоге о законах и политике в отношении исчезающих видов Wayback Machine , Nossaman LLP.
  10. ↑ Соммерлад, Джо (10 апреля 2022 г.). «Что такое национальный цветок Украины?». Independent.co.uk . Независимый . Проверено 3 августа 2022 г.
  11. ^ Хейзер, CB The Sunflower . Университет Оклахомы Пресс. 1981.
  12. ^ abc Атамян, Акоп С.; Кре, Ники М.; Браун, Эван А.; Гарнер, Остин Г.; Блэкман, Бенджамин К.; Хармер, Стейси Л. (4 августа 2016 г.). «Циркадная регуляция гелиотропизма подсолнечника, цветочной ориентации и посещений опылителей». Наука . 353 (6299): 587–590. Бибкод : 2016Sci...353..587A. doi : 10.1126/science.aaf9793 . ISSN  0036-8075. ПМИД  27493185.
  13. ^ Бен Спаркс. «Geogebra: Подсолнухи иррационально красивы».
  14. ^ Мейсон, Чейз М.; Патель, Хирал С.; Дэвис, Кейли Э.; Донован, Лиза А. (2017). «Помимо опылителей: эволюция цветочной архитектуры с окружающей средой диких подсолнухов (Helianthus, Asteraceae)». Экология и эволюция растений . 150 (2): 139–150. дои : 10.5091/plecevo.2017.1321 . ISSN  2032-3913. JSTOR  44945441.Значок бесплатного доступа
  15. ^ аб Берглунд, Дуэйн. «Производство подсолнечника». аг,ндсу . Служба распространения знаний NDSU и сельскохозяйственная экспериментальная станция ND . Проверено 7 февраля 2019 г.
  16. ^ abcdef Ванденбринк, Джошуа П.; Браун, Эван А.; Хармер, Стейси Л.; Блэкман, Бенджамин К. (июль 2014 г.). «Вращающие головы: биология солнечного слежения в подсолнечнике». Наука о растениях . 224 : 20–26. doi :10.1016/j.plantsci.2014.04.006. PMID  24908502. S2CID  887356.
  17. ^ аб Кучера, Ульрих; Бриггс, Уинслоу Р. (январь 2016 г.). «Фототропное солнечное отслеживание у растений подсолнечника: интегративная перспектива». Анналы ботаники . 117 (1): 1–8. doi : 10.1093/aob/mcv141. ISSN  0305-7364. ПМК 4701145 . ПМИД  26420201. 
  18. ^ аб Атамян, Акоп С.; Кре, Ники М.; Браун, Эван А.; Гарнер, Остин Г.; Блэкман, Бенджамин К.; Хармер, Стейси Л. (05 августа 2016 г.). «Циркадная регуляция гелиотропизма подсолнечника, цветочной ориентации и посещений опылителей». Наука . 353 (6299): 587–590. Бибкод : 2016Sci...353..587A. doi : 10.1126/science.aaf9793 . ISSN  0036-8075. PMID  27493185. S2CID  206650484.
  19. ^ «Как подсолнухи движутся, следуя за Солнцем». Колледж природных ресурсов Калифорнийского университета в Беркли Рауссер . Проверено 1 мая 2020 г.
  20. ^ Уикли, Эрнест (1921). "подсолнечник". Этимологический словарь современного английского языка . Лондон Дж. Мюррей. п. 703.
  21. ^ "Гелиант". Карты распространения на уровне округов из Атласа растений Северной Америки (NAPA) . Программа «Биота Северной Америки» (BONAP). 2014.
  22. ^ Аб Джонс, Грегори А.; Джиллетт, Дженнифер Л. (март 2005 г.). «Совмещение культур с подсолнухами для привлечения полезных насекомых в органическом сельском хозяйстве». Флоридский энтомолог . 88 (1): 91–96. doi : 10.1653/0015-4040(2005)088[0091:IWSTAB]2.0.CO;2 . ISSN  0015-4040.
  23. ^ abcdefgh Мейсон, Чейз М.; Патель, Хирал С.; Дэвис, Кейли Э.; Донован, Лиза А. (10 июля 2017 г.). «Помимо опылителей: эволюция цветочной архитектуры с окружающей средой диких подсолнухов (Helianthus, Asteraceae)». Экология и эволюция растений . 150 (2): 139–150. дои : 10.5091/plecevo.2017.1321 .
  24. ^ «Абиотические и биотические факторы в экосистемах». Наука . Проверено 20 февраля 2021 г.