Нелумбо
Нелумбо Временной диапазон:
| |
---|---|
![]() | |
Nelumbo nucifera (священный лотос) | |
![]() | |
Nelumbo lutea (американский лотос) | |
Научная классификация ![]() | |
Королевство: | Растения |
Клэйд : | Трахеофиты |
Клэйд : | покрытосеменные растения |
Клэйд : | Эвдикоты |
Заказ: | Протеалес |
Семья: | Nelumbonaceae |
Род: | Нелумбо Аданс. |
Разновидность | |
|
Нелумбо / n ɪ ˈ l ʌ m b oʊ / [ 2 ] — род водных растений с крупными эффектными цветками . Членов обычно называют лотосом , хотя это название также применяется к различным другим растениям и группам растений , включая несвязанный род Lotus . Члены внешне напоминают представителей семейства Nymphaeaceae («кувшинки»), но на самом деле Nelumbo очень далек от этого семейства.
Nelumbo — древний род, десятки видов которого известны по ископаемым останкам начиная с раннего мела . Однако существует только два известных живых вида лотоса. Одним из них является более известный Nelumbo nucifera , который произрастает в Восточной Азии , Южной Азии , Юго-Восточной Азии и, вероятно, в Австралии и обычно выращивается для потребления и использования в традиционной китайской медицине . Другой лотос — Nelumbo lutea , родом из Северной Америки и Карибского бассейна . были получены садовые гибриды Между этими двумя аллопатрическими видами .
Описание
[ редактировать ]Ультрагидрофобность
[ редактировать ]
Листья обладают Nelumbo ) высокой водоотталкивающей способностью (т.е. обладают ультрагидрофобностью и дали название так называемому эффекту лотоса . [ 3 ] Ультрагидрофобность включает в себя два критерия: очень высокий угол контакта капли воды с поверхностью листа и очень низкий угол скатывания. [ 4 ] Это означает, что вода должна контактировать с поверхностью листа ровно в одной крохотной точке, и любые манипуляции с листом путем изменения его угла приведут к тому, что капля воды скатится с листа. [ 4 ] Ультрагидрофобность обеспечивается обычно плотным слоем сосочков на поверхности листьев Nelumbo и маленькими прочными восковыми трубочками, выступающими из каждого сосочка. [ 5 ] Это помогает уменьшить площадь контакта капли воды с листом. [ 5 ]
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. [ 5 ] 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. [ 6 ]
Терморегуляция
[ редактировать ]Необычным свойством рода Nelumbo является способность выделять тепло . [ 7 ] что он делает, используя альтернативный путь оксидазы (АОХ). [ 8 ] [ 9 ] 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 генерации тепла у Nelumbo, включает устойчивую к цианиду альтернативную оксидазу, которая является другим акцептором электронов, чем обычные цитохромные комплексы. [ 10 ] Растение также снижает убиквитина концентрацию во время термогенеза , что позволяет АОХ в растении функционировать без деградации. [ 11 ] Термогенез ограничен цветоложкой , тычинкой и лепестками цветка , но каждая из этих частей производит тепло независимо, не полагаясь на производство тепла в других частях цветка. [ 12 ]
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. [ 7 ] Термогенная среда также может способствовать спариванию опылителей ; опылителям для размножения может потребоваться определенная температура. Обеспечивая идеальную термогенную среду, цветок опыляется спаривающимися опылителями. [ 13 ] Другие предполагают, что выделение тепла способствует выделению летучих соединений в воздух для привлечения опылителей, летающих над водой, или что тепло распознается в темноте термочувствительными опылителями. Ни одна из них не оказалась более правдоподобной, чем остальные. [ 14 ]
После цветения цветоложе лотоса переходит от преимущественно термогенной к фотосинтетической структуре, о чем свидетельствует быстрое и резкое увеличение количества фотосистем , фотосинтетически участвующих пигментов, скорости транспорта электронов и присутствие 13 С в цветоложе и лепестках, которые способствуют увеличению скорости фотосинтеза. [ 15 ] 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. [ 13 ]
Другие растения используют терморегуляцию в своем жизненном цикле. Среди них — восточная скунсовая капуста , которая нагревается, чтобы растопить лед над ней, и ранней весной пробивается сквозь землю. [ 16 ] 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.

Похожие виды
[ редактировать ]Листья Nelumbo можно отличить от листьев родов семейства Nymphaeaceae , поскольку они имеют пельтатную форму , то есть имеют полностью круглые листья. У нимфеи , с другой стороны, есть единственная характерная выемка от края к центру кувшинки. Семенной стручок Nelumbo . очень своеобразен
Таксономия
[ редактировать ]Таксономическая история
[ редактировать ]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. [ 17 ]
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.
Современная классификация
[ редактировать ]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 APG III и системы APG II . [ 18 ]
Филогения
[ редактировать ]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). [ 19 ]
Разновидность
[ редактировать ]
Существующие виды
[ редактировать ]- Нелумбо жёлтый Willd. — Американский лотос ( восточная часть США , Мексика , Большие Антильские острова , Гондурас )
- Nelumbo nucifera Gaertn. — священный или индийский лотос, также известный как Роза Индии и священная водяная лилия индуизма и буддизма . [ 20 ] Это цветок Индии Вьетнама и национальный . Его корни и семена также широко используются в кулинарии в Восточной Азии, Южной Азии и Юго-Восточной Азии.
Ископаемые виды
[ редактировать ]С середины мела до настоящего времени известно около 30 ископаемых видов. [ 1 ]
- † Nelumbo aureavallis Hickey – эоцен ( Северная Дакота ), описан по листьям, найденным в формации Голден-Вэлли в Северной Дакоте, США. [ 21 ]
- † Nelumbo changchangensis Eocene ( остров Хайнань , Китай), описан по нескольким окаменелостям листьев, семенных коробочек и корневищ из слоев эоценового возраста в бассейне Чанчан на острове Хайнань.
- † Nelumbo choffati Ранний мел ( Португалия ), листья известны из альба . Один из самых ранних известных видов. [ 1 ]
- † Nelumbo jiayinensis позднемелового периода ( Хэйлунцзян , Китай), листья описаны из сантонского возраста . формации Юнъаньцунь [ 22 ]
- † Nelumbo lusitanica Ранний мел (Португалия), листья известны из альба. Один из самых ранних известных видов. [ 1 ]
- † Nelumbo minima Pliocene ( Нидерланды ), описан по листьям и семенным коробочкам, что позволяет предположить, что это очень маленькое растение. Первоначально описан как представитель рода Nelumbites , как « Nelumbites minimus ».
- † Nelumbo nipponica Эоцен - миоцен , ископаемые листья известны из отложений эоценового возраста в Японии и отложений миоценового возраста в России .
- † Nelumbo orientalis Cretaceous (Япония), окаменелости, обнаруженные в отложениях мелового периода в Японии. Формация Сарао , из которой они известны, ранее считалась относящейся к раннемеловому периоду, но более поздние исследования подтверждают маастрихтский возраст. ее [ 23 ] [ 24 ]
- † Nelumbo protolutea Eocene ( Миссисипи ), окаменелости листьев убедительно свидетельствуют о растении, похожем по форме на американский лотос.
- † Nelumbo weymouthi Ранний мел ( Вайоминг , США), листья известны из альба. Один из самых ранних известных видов. [ 1 ]
Этимология
[ редактировать ]Название рода происходит от сингальского языка : Nelumbo neḷum , название Nelumbo nucifera . [ 25 ]
Использование
[ редактировать ]
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. [ 26 ] Волокна стебля также используются для изготовления шелка лотоса . [ 27 ]
Культура
[ редактировать ]Священный лотос, N. nucifera , священн как в индуизме , так и в буддизме . [ 20 ] Это эмблема Индии Вьетнама и цветочная .
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с д и Ли, Я; Светлана, Попова; Яо, Цзяньсинь; Ли, Ченгсен (2014). «Обзор таксономических, эволюционных и фитогеографических исследований растения лотоса (Nelumbonaceae: Nelumbo)» . Acta Geologica Sinica — английское издание . 88 (4): 1252–1261. Бибкод : 2014AcGlS..88.1252L . дои : 10.1111/1755-6724.12287 . ISSN 1000-9515 .
- ^ «нелюмбо» . Оксфордский словарь английского языка (онлайн-изд.). Издательство Оксфордского университета . (Требуется подписка или членство участвующей организации .)
- ^ Дарманин Т., Гиттард Ф. (1 июня 2015 г.). «Супергидрофобные и суперолеофобные свойства в природе» . Материалы сегодня . 18 (5): 273–285. дои : 10.1016/j.mattod.2015.01.001 .
- ^ Jump up to: а б Мармур А (1 апреля 2004 г.). «Эффект лотоса: супергидрофобность и метастабильность». Ленгмюр . 20 (9): 3517–3519. дои : 10.1021/la036369u . ПМИД 15875376 .
- ^ Jump up to: а б с Чжан Ю, Ву Х, Юй Икс, Чен Ф, Ву Дж (март 2012 г.). «Микроскопические наблюдения листа лотоса для объяснения выдающихся механических свойств». Журнал бионической инженерии . 9 (1): 84–90. дои : 10.1016/S1672-6529(11)60100-5 . S2CID 137076244 .
- ^ Энсикат Х.Дж., Дитше-Куру П., Найнхейс К., Бартлотт В. (10 марта 2011 г.). «Супергидрофобность в совершенстве: выдающиеся свойства листа лотоса» . Журнал нанотехнологий Бейльштейна . 2 : 152–61. дои : 10.3762/bjnano.2.19 . ПМК 3148040 . ПМИД 21977427 .
- ^ Jump up to: а б Уотлинг-младший, Робинсон С.А., Сеймур Р.С. (апрель 2006 г.). «Вклад альтернативного пути дыхания во время термогенеза в цветах священного лотоса» . Физиология растений . 140 (4): 1367–73. дои : 10.1104/стр.105.075523 . ПМЦ 1435819 . ПМИД 16461386 .
- ^ Сеймур Р.С., Schultze-Motel P, Лампрехт I (1 июля 1998 г.). «Выработка тепла священными цветами лотоса зависит от температуры окружающей среды, а не от светового цикла» . Журнал экспериментальной ботаники . 49 (324): 1213–1217. дои : 10.1093/jxb/49.324.1213 .
- ^ Грант Н.М., Миллер Р.А., Уотлинг-младший, Робинсон С.А. (12 ноября 2010 г.). «Распределение термогенной активности в тканях цветков Nelumbo nucifera» . Функциональная биология растений . 37 (11): 1085–1095. дои : 10.1071/FP10024 . ISSN 1445-4416 .
- ^ Хирома Т., Ито К., Хара М., Торису Р. (01.06.2011). «Анализ системы терморегуляции Lotus с точки зрения техники управления» . Сёкубуцу Канкё Когаку (на японском языке). 23 (2): 52–58. дои : 10.2525/шита.23.52 . ISSN 1880-2028 .
- ^ Ван Р., Чжан Цзы (март 2015 г.). «Цветочный термогенез: адаптивная стратегия биологии опыления магнолиевых» . Коммуникативная и интегративная биология . 8 (1): e992746. дои : 10.4161/19420889.2014.992746 . ПМЦ 4594551 . ПМИД 26844867 .
- ^ Ли Дж. К., Хуан С. К. (май 2009 г.). «Терморегуляция цветка облегчает оплодотворение священного лотоса Азии» . Анналы ботаники . 103 (7): 1159–63. дои : 10.1093/aob/mcp051 . ПМК 2707905 . ПМИД 19282320 .
- ^ Jump up to: а б Миллер Р.Э., Уотлинг-младший, Робинсон С.А. (2009). «Функциональный переход в цветоложе лотоса священного (Nelumbo nucifera): от термогенеза к фотосинтезу» . Функциональная биология растений . 36 (5): 471–480. дои : 10.1071/FP08326 . ПМИД 32688661 . S2CID 54588650 .
- ^ Вагнер А.М., Краб К., Вагнер М.Дж., Мур А.Л. (01 июля 2008 г.). «Регуляция термогенеза у цветущих Araceae: роль альтернативной оксидазы». Биохимия и биофизика Acta (BBA) - Биоэнергетика 1777 (7–8): 993–1000. дои : 10.1016/j.bbabio.2008.04.001 . ПМИД 18440298 .
- ^ Грант Н.М., Миллер Р.Э., Уотлинг-младший, Робинсон С.А. (1 февраля 2008 г.). «Синхронность термогенной активности, альтернативный путь дыхательного потока, содержание белка АОХ и углеводов в тканях сосуда священного лотоса во время цветочного развития» . Журнал экспериментальной ботаники . 59 (3): 705–14. дои : 10.1093/jxb/erm333 . HDL : 2440/52460 . ПМИД 18252702 .
- ^ Ито К., Ито Т., Онда Ю., Уэмура М. (15 марта 2004 г.). «Вызываемые температурой периодические термогенные колебания в капусте скунса (Symplocarpus foetidus)» . Физиология растений и клеток . 45 (3): 257–264. дои : 10.1093/pcp/pch038 . ISSN 0032-0781 . ПМИД 15047873 .
- ^ http://plants.sc.egov.usda.gov/core/profile?symbol=NENU2 . Нажмите вкладку «Классификация», расположенную три справа от вкладки «Общие», под которой открывается веб-страница. (Это все тот же веб-адрес.)
- ^ Группа филогенеза покрытосеменных (2016). «Обновление классификации филогенетических групп покрытосеменных для порядков и семейств цветковых растений: APG IV» . Ботанический журнал Линнеевского общества . 181 (1): 1–20. дои : 10.1111/boj.12385 . ISSN 0024-4074 .
- ^ Ву, Чжихуа; Гуй, Сонгтао; Цюань, Живу; Пан, Лей; Ван, Шужен; Кэ, Вэйдун; Лян, Децюань; Дин, И (19 ноября 2014 г.). «Точный геном хлоропластов Nelumbo nucifera (Nelumbonaceae), оцененный с помощью платформ секвенирования Sanger, Illumina MiSeq и PacBio RS II: понимание пластидной эволюции базальных эвдикотов» . Биология растений BMC . 14 (1): 289. дои : 10.1186/s12870-014-0289-0 . ISSN 1471-2229 . ПМЦ 4245832 . ПМИД 25407166 .
- ^ Jump up to: а б «Nelumbo nucifera (священный лотос)» . Королевский ботанический сад Кью. Архивировано из оригинала 30 мая 2014 года . Проверено 26 июля 2015 г.
- ^ Хики Л. (1977). Стратиграфия и палеоботаника формации Золотой долины (ранний третичный период) западной части Северной Дакоты . Боулдер, Колорадо: Геологическое общество Америки. стр. 110 и табл. 5 . ISBN 978-0-8137-1150-8 .
- ^ Лян, Фэй; Солнце, Ге; Ян, Тао; Бай, Шучонг (апрель 2018 г.). «Nelumbo jiayinensis sp. nov. из верхнемеловой формации Юнъаньцунь в Цзяинь, Хэйлунцзян, Северо-Восточный Китай» . Меловые исследования . 84 : 134–140. Бибкод : 2018CrRes..84..134L . дои : 10.1016/j.cretres.2017.11.007 . ISSN 0195-6671 .
- ^ «Открытие Нелумбо из флоры Асува (верхний мел) в префектуре Фукуи во внутренней части Центральной Японии» . gbank.gsj.jp . Проверено 19 июля 2024 г.
- ^ Агематсу, Сашида, Кацуо (2020). «Возрастно-пыльцевой стратиграфический подход верхнемеловой формации Асува, распространенной в городе Икеда, восточная часть префектуры Фукуи . » ; Сазава, Го; Легран, Ябе, Дзюн (4): 215–221 дои : 10.5575/geosoc.2020.0004 .
- ^ Хайам Р., Панкхерст Р.Дж. (1995). Растения и их названия: краткий словарь . Оксфорд: Издательство Оксфордского университета. ISBN 978-0-19-866189-4 .
- ^ Полное руководство по съедобным дикорастущим растениям . Министерство армии США . Нью-Йорк: Издательство Skyhorse . 2009. с. 64. ИСБН 978-1-60239-692-0 . ОСЛК 277203364 .
{{cite book}}
: CS1 maint: другие ( ссылка ) - ^ «Успех в ткачестве: женщина из Манипура стремится трудоустроить больше местных жителей на своем предприятии по производству шелка из лотоса» . Печать . ПТИ . 11 сентября 2022 г.
Внешние ссылки
[ редактировать ]

- ссылки на CSDL. Архивировано 12 октября 2008 г. на Wayback Machine.