Кіріспе

Гүлді өсімдіктер тұқымдасы Crassulaceae (/'//k//r//ae//s//j//u://l//eI//s//i://%//i://, // //s//i//%//aI/, латын тіліндегі *crassus* – қалың), сондай-ақ тасжапырақ тұқымдасы немесе орпин тұқымдасы деп аталады, суккулентті жапырақтарымен және ерекше фотосинтез түрімен – Crassulacean acid metabolism (CAM) сипатталатын екіжарнақты гүлді өсімдіктердің алуан түрлі тұқымдасы. Гүлдері әдетте бес гүл шоғырдан тұрады. Crassulaceae көбінесе шөптесін, бірақ арасында жартылай бұталар, сирек ағаш тәрізді немесе суда өсетін түрлері де кездеседі. Crassulaceae – Saxifragales қатарындағы негізгі еудикоттардағы орташа мөлшердегі монофилеттік тұқымдас, оның түрлерінің көптігі тұқымдасты жіктеуді қиын жасайды. Тұқымдасқа шамамен 1400 түр және 34-35 туыс кіреді, бұл Sedum туысының жіктелуіне байланысты, және үш кіші тұқымдасқа бөлінеді. Crassulaceae өкілдері бүкіл әлемде кездеседі, бірақ көбінесе Солтүстік жарты шар мен Оңтүстік Африкада, әдетте құрғақ және/немесе суық аймақтарда, су тапшылығы байқалатын жерлерде өседі, бірақ кейбір түрлері сулы ортада да табалады. Crassulaceae көбінесе көп жылдық және халықаралық деңгейде жинауға, үйге және баққа отырғызуға арналған өсімдік ретінде үлкен экономикалық маңызға ие. Тұқымдастағы көптеген түрлердің ерекше, жат және қызықты сыртқы түрі, әртүрлі текстуралары, өсу нысандары немесе тіпті "жүндей" жабындары бар, олар өте төзімді және көбінесе минималды күтімді қажет етеді. Дегенмен, көптеген түрлерде дәстүрлі "розетка" пішіні болады, бұл көптеген жалпы атауларда көрініс береді, мысалы, Aeonium arboreum var. 'Swartzkopf' немесе var. 'Merlot' деп аталатын 'қара роза'. Белгілі туыстар мен түрлеріне Crassula ovata ('жаде өсімдігі', 'ақшалы өсімдік' немесе 'достық ағашы'), Kalanchoe blossfeldiana (флористтік немесе супермаркеттік каланхое), Cotyledon (мысалы, 'Chalk Fingers' және 'Pig’s Ear'), Sempervivum (мысалы, cobweb houseleek немесе аналық тауық және балапандар) және S. calcareum, сондай-ақ Aeonium (мысалы, A. haworthii және оның танымал 'Kiwi' вариациясы, A. arboreum, canariense, urbicum), Monanthes, Umbilicus (pennywort), Bryophyllum, Echeveria, Sedum және Dudleya жатады.

Сипаттама

Жалпы сипаттамасы: Crassulaceae – морфологиялық жағынан алуан түрлі, көбінесе көпжылдық, сирек біржылдық немесе хапаксантикалық (өмірінде бір рет гүлдейтін) гүлді өсімдіктер тұқымдасы. Олар ксерофиттік бейімделулерді көрсетеді, қалың, шырынды жапырақтары, қалың балауыз қабықшасы және Crassulacean қышқыл метаболизміне ие. Crassulaceae көбінесе шөптесін болады, бірақ кейбір жартылай бұталар да кездеседі, ал ағаш тәрізді, эпифиттік (басқа өсімдіктердің бетінде өсетін), жүзім тәрізді немесе суда өсетін түрлері салыстырмалы түрде аз. Көптеген түрлері шөптесін жапырақты, шырынды өсімдіктер болып табылады, олардың гүлдері 5 бөліктен (бес мүшелі) тұрады, карпельдері біркелкі болып бөлінеді және бір немесе екі қабаттан тұратын торабы бар. Вегетативтік ерекшеліктері: Сабақтары кейде шырынды болады, сондай-ақ жер астындағы түптегіштері де шырынды болуы мүмкін, ризомалар немесе клубеньдер құрайды. Бүршіктер сабақтың немесе жапырақтардың жиектерінде пайда болуы мүмкін. Жапырақтары қарама-қарсы және айқышталған немесе кезектесіп, спираль тәрізді орналасады, көбінесе розеткаларға бірігіп өседі. Жапырақ пішіні қарапайым (сирек кездеседі), көбінесе тұтас, немесе кең жапырақты, кейде тісті немесе терең тілімделген, жұмсақ немесе тоқылған. Көлденең қимада жапырақ тілімдері жалпақ немесе дөңгелек болады. Олар сабақсыз немесе сабақты болуы мүмкін. Жапырақ тіліктері жоқ. Жаңа өсімдіктер көбінесе аналық өсімдіктен түскен вегетативтік бөліктерден оңай пайда болады. Көбею ерекшеліктері: Гүлшоғыры көбінесе көп гүлді шатыршалардың ұш жағында немесе бүйірлерінде орналасқан, сирек тікенектер, масақтар немесе шашақтар түзеді, кейде бірнеше немесе жеке гүлдері сабақ қойнауында болады. Гүлшоғыры көбінесе көп тармақты және гүлқалқанды болады. Гүл шоғыры қызыл, сары немесе ақ түсті болады. Гүлдері көбінесе жеке гүл жапырақтарынан (апопеталды), бес мүшелі (пентамерлі), радиалды симметриялы (актиноморфты) болады, бірақ Tylecodon grandiflorus түрі зигоморфты. Гүлдерде әдетте жапырақшалар санынан екі есе көп немесе одан да көп 4-20 жапырақшасы бар, екі қабаттан тұратын торабындағы тораптарының саны жапырақшалар санымен тең немесе екі есе көп, ал тораптарының талшықтары бос немесе жапырақшалардың негізіне біріккен, кейде әртүрлі ұзындықта болады. Аталық бездері негізінен бекітілген және бойлық бағытта ашылады. Гүлдері екі жынысты, сирек бір жынысты (көп немесе аз екі жынысты). Жемісі жоғарыдан жартылай төменге дейін орналасқан, жапырақшалар санымен тең карпельдері бар, әрқайсысы бір ұяшықты құрайды, жоғары орналасқан, бос немесе дерлік бос, негізінде кішкентай немесе айқын базальды нектаралық қабықшасы бар, біртіндеп қысқа немесе ұзын түтікшеге айналады, онда аз немесе көп мүжіктер орналасқан. Жемісі әдетте қапшық тәрізді, қапшықтары ашылады, карпальді тігіс бойымен жарылады және көп тұқымды болады. Тұқымдары кішкентай (1,5-3 мм), тегіс, сопақ, папиллярлы немесе бойлық жолақты, көбінесе қоңыр түсті. Алайда, бірқатар тұқымдастар (мысалы, Sempervivum, Aeonium) полимерлі (3-32 мүшелі), негізінен біріккен немесе жартылай біріккен гүл жапырақтарына ие, онда гүл жапырақтары әртүрлі ұзындықтағы гүл түтігін құрауы мүмкін (мысалы, Kalanchoe, Cotyledon), немесе тек 5 торабынан тұратын бір қабатқа ие (мысалы, Crassula, Tillaea), ал Sedum тұқымдасы тұтастай алғанда отбасының морфологиялық әртүрлілігінің көп бөлігін қамтиды. Гүлді өсімдіктердің әдеттегі саны төрт немесе бес болса да, Sempervivum және Jovibarba сияқты бірқатар тұқымдастар полимерлі (кем дегенде он немесе одан да көп мүшелі) ерекшеліктерді көрсетеді.

Геном

Хромосомалардың саны өте өзгермелі. Бастапқы негізгі хромосома саны x=8, ал Крассулада 7-ге дейін төмендейді. Sedoideae-де негізгі сан Kalanchoe кладында 9-ға дейін көтеріледі, бірақ Kalanchoe-де x=17 немесе 18 (немесе одан көп) және бұл, әдетте, тетраплоидты Cotyledon сияқты таксондан туындаған полиплоидтық тектің нәтижесі. Telephium sensu Hart кладында негізгі сан 12-ге және одан да жоғары көтеріледі. Telephium ішіндегі субкладтардың біріншісі (Hylotelephium sensu Thiede & Eggli: Hylotelphium, Orostachys және Sinocrassula) x=12-ге ие, ал Rhodiola кладында Phedimus x=16 және Umbilcus x=24-ке ие, бұл полиплоидияның тағы бір эпизодын көрсетеді. Sempervivum ішінде Sedum сериясының Rupestre (Petrosedum) x=28-ге ие. Leucosedum ішіндегі көптеген таксондар диплоидты, 2x=12, 14, бірақ екі субклад бар: біреуі x=6 немесе 7, екіншісі x=6, ал кейбіреулерінде 14 немесе 16 хромосома бар. Acre түрлерінде хромосомалық сандар x=6-дан 270-ке дейін кеңінен өзгеріп, кейде одан да көп болады және кең таралған полиплоидияны көрсетеді. Aeonium-ға кейбір Sedum түрлері кіреді, олардың x=8, ал қалған таксондардың x=18. Бұл кладтың ядросы, x=8 хромосомалық саны бар атадан шыққан полиплоидтық болуы мүмкін.

Фитохимия

Крассулацеялық қышқыл метаболизмі (CAM фотосинтезі) осы тұқымдастың атымен аталады, себебі бұл жол алғаш рет крассулацея тұқымдас өсімдіктерінде табылды. Ол CAM фотосинтез жолын белсенді түрде сақтайтын сирек отбасылардың бірі және барлық мүшелерінде CAM қабілеті бар екені белгілі, бұл оны ерекше жасайды.

Таксономия

Бастапқыда Saint Hilaire (1805) Crassuleae деп сипаттаған, сондықтан оның аты ботаникалық автор ретінде берілген. Кейде билік De Candolle-ге (DC) берілді, ол 1815 жылы "Crassulaceae" терминін алғаш рет қолданды. Кейін ол бұл тұқымды екіжарнақтылар (Dicotyledons) тобына қосты. Ең толық зерттеулердің бірі – Альвин Бергердің 1930 жылғы қайта қарауы. Ол кезде тұқымда шамамен 1500 түр болды, олар алты кішітұқымдасқа және 33 туысқа бөлінген. Тұқымның шеңбері Penthorum туысының орналасуын қоспағанда, салыстырмалы түрде тұрақты сақталды, ол кейде жеке туысқа ие Penthoraceae отбасына немесе Saxifragaceae отбасына жатқызылды. Penthorum Crassulaceae-ден бөлінген кезде, соңғысы табиғи монофилетикалық топқа айналды. Кейінгі авторлар, мысалы, Кронквист, тек 900 түрді ғана санады. Тиде мен Эгли (2007) бұл тұқымды зерттеуде 34 туысты, шамамен 1410 түрмен сипаттады. Туыстардың мөлшері айтарлықтай өзгереді, ең ірісі – Sedum, 300–500 түрге ие, ал ең кішкентайлары – монотипті. Түрлер санының бағасы 1500 (Бергер, 1930) мен 900 (Кронквист, 1981) аралығында болды. Молекулалық филогенетика көрсеткендей, тұқымдағы морфологиялық белгілер мен хромосомалық сандар өте өзгергіш, полиплоидия және анеуплоидия кең таралған, сондықтан оларды эволюцияны анықтау үшін сенімді қолдануға болмайды, тіпті төмен таксономиялық деңгейде де, аздаған ерекшеліктерден басқа. Мысалы, Prometheum және Rosularia негізгі хромосомалық саны бойынша Sedum-нан бөлінді. Crassulaceae – негізгі эудикоттардың орташа мөлшердегі монофилетикалық тобы. Бастапқыда Rosidae-дің алғашқы өкілі саналған, Saxifragales орденінде, қазір ол Angiosperm Phylogeny Group жүйесінде суперрозид ретінде орналастырылған. Онда Saxifragales розидтерге жақын туыс. Тұқым ішіндегі жіктеу қиын және күрделі, себебі көптеген түрлер жабайы және мәдени өсімдіктерде оңай гибридтеледі, ал тұқым морфологиялық, цитологиялық және географиялық жағынан әртүрлі. Нәтижесінде, туыстардың шекаралары таксондар арасындағы белгілердің жиі араласуымен анық емес деп есептеледі, бұл құрғақ мекендерге қайта-қайта бейімделуді білдіруі мүмкін.

Филогения

Crassulaceae-ді көптеген қазіргі заманғы авторлар, соның ішінде Кронквист (1981), Тахтажан (1987) және Торн (1992) фенотиптік белгілеріне сүйене отырып, Saxifragales қатарының бір бөлігі деп санаған, бірақ бұл кейін молекулалық әдістермен расталды. Crassulaceae-дің Saxifragales ішіндегі орны молекулалық деректер жинақталған сайын өзгеріп келді. Saxifragales қатарындағы отбасылардың саны жеке отбасылардың шектелуіне байланысты әртүрлі болады. Осы жерде Angiosperm Phylogeny Website-ына сәйкес, 14 отбасы кладограммада көрсетілген, онда Crassulaceae Haloragaceae sensu lato-ға туыс отбасы ретінде орналасқан, сонымен қатар негізгі Saxifragales-тің екі тармағының бірін құрайды.

Биогеография және эволюция

Crassulaceae шамамен 100–60 миллион жыл бұрын Оңтүстік Африкада пайда болды, ал екі ең төменгі филогенетикалық тармақ (Crassula, Kalanchoe) көбінесе Оңтүстік Африкаға тән түрлерді көрсетеді. Басқа дереккөздер Crassulaceae шамамен 70 миллион жыл бұрын Haloragaceae sensu lato (Penthoraceae, Haloragaceae) тұқымдастарымен бірге дамыған деп санайды. Тұқымның біртіндеп эволюцияға ұшырағаны, алғашқыда Crassuloideae және қалған тұқым (Kalanchoideae, Sempervivoideae) арасында бөлінгені қабылданған. Sempervivoideae кейіннен Жерорта теңізі аймағына солтүстікке қарай таралып, содан кейін Шығыс Еуропа мен Азияға (Sempervivum және Leucosedum кладтары) тарады, Солтүстік жарты шардың үш құрлығында кеңінен тараған топтар пайда болды. Еуропалық Crassulaceae тұқымдасының екі клады Солтүстік Америкаға таралып, одан әрі әртараптанды. Aeonium клады Солтүстік Африкадан Макаронезияға тарады. Макаронезияда (Aeonium клады), Мексикада (7-ші кладтағы Sedum және Echeverioideae) және Оңтүстік-Шығыс Азияда (Acre кладындағы Sedum sarmentosum және S. morissonensis) түрлердің ерекше орталықтары қалыптасты. Солтүстік жарты шарға келгеннен кейін Sempervivoideae ең көп түрлерге ие болды. Керісінше, Crassulaceae тұқымдасының өкілдері Оңтүстік Америка мен Австралияда аз кездеседі. Sedum түрлері осы аймақтардың көпшілігінде кездеседі және әдетте сол аймаққа тән туыстармен топтастырылады. Мысалы, Солтүстік Африканың S. jaccardianum және S. modestum (Aeonium) осы кладтағы Макаронезияға тән түрлерге жақын туыс. Crassulaceae Макаронезия архипелагына кем дегенде үш рет жеткен болуы мүмкін. Біріншісі Aeonium және Monanthes ата-тегінің, ең болмаса Батыс Жерорта теңізі аймағынан келгені, осы екі туыстың ең жақын туыстары (Sedum caeruleum, S. pubescens) осы аймақтан шыққан (Aeonium клады). Екінші көші-қон Мексикада пайда болған үш Sedum түрінің (S. nudum, S. lancerotense және S. fusiforme (Acre клады)) ата-тегі болды. Үшінші жағдай, мүмкін, Umbilicus (Rhodiola клады) туысының бір тармағына қатысты. Макаронезия флорасына Sempervivoideae тұқымдасының үш туысы – Aeonium, Aichryson және Monanthes (Aeonium клады), сондай-ақ бірнеше Sedum түрлері және Umbilicus (Rhodiola) түрінің бірі кіреді. Солтүстік Америкаға кем дегенде екі рет, бір рет Parvisedum және Dudleya ата-тегі, ал екінші рет Acre кладының бір тармағы жеткен. Филогенетикалық ағаштағы морфологиялық белгілер мен биогеографиялық картаны қараңыз, 3-сурет. Хромосомалық сандар эволюцияны анықтауда шектеулі рөл атқарды, бірақ x=8 негізгі саны және одан кейінгі полиплоидияны көрсетеді. Филогенетикалық ағаштағы хромосомалық сандардың картасын қараңыз, 4-сурет.

Crassuloideae Burnett (Борнет тұқымдас тұқымдас)

Crassuloideae – ең кішкентай субөтетірлік, ол бір монофилетикалық кладты (Crassula) көрсетеді, ол гаплостемондық андроэциймен сипатталады (бір қатар тораптармен анықталады, олардың саны сепалдар, жапырақшалар және карпельдер санына тең және жапырақшалармен кезектесіп орналасқан). Космополиттік таралуға ие болғанымен, түрлердің орталығы Оңтүстік Африкада, тек су өсімдіктері ғана кеңірек таралған. Ол екі туыстан және шамамен 250-300 түрден тұрады (Бергердің басқа төрт туысы (Dinacria, Pagella, Rochea, Vauanthes) кеңейтілген Crassula s. l. құрамына енген). Crassula морфологиялық жағынан алуан түрлі және фенотиптік белгілеріне негізделген 20-ға дейін бөлімшелер сипатталған. Олардың бірі – Tillaea кейде жеке туыс ретінде қарастырылады. Hypagophytum – монотиптік туыс, Sempervivoideae субөтетірлігінде де қарастырылуы мүмкін. Crassula L. (Tillaea L. қоса) шамамен 200 түр. Hypagophytum A. Berger 1 түр.

Таралуы және мекендейтін ортасы

Crassulaceae туысы бүкіл әлемге тараған, әсіресе Crassula, бірақ Оңтүстік Америкада және Австралияда сирек кездеседі, көбінесе Солтүстік жарты шардың және Африканың орташа және субтропиктік аймақтарында өседі. Әртүрліліктің негізгі орталықтары Мексика және АҚШ-тың оңтүстік-батысы (шамамен 300 түр), Оңтүстік Африка (шамамен 250 түр), Жерорта теңізі аймағы (шамамен 177 түр) және оған жақын Макаронезия архипелагы (200 түр), сондай-ақ Оңтүстік-Шығыс Азия (шамамен 200 түр), әсіресе Гималай таулары. Жерорта теңізі аймағында 12 туыс кездеседі. Ең көп түрлер Оңтүстік Африка мен Мадагаскарда, мұнда Crassula және Kalanchoe кладтары шоғырланған.

Тіршілік ету ортасы

Crassulaceae негізінен муссондық жауын-шашын үлгілері мен жоғары ылғалдылығы бар жартылай шөлді тасты орталарда кездеседі, ал кейбір туыстар (мысалы, Sempervivum) негізінен құрғақ таулы орталарда және жоғары биіктіктерде өседі. Олардың сулы жапырақтары мен Crassulacean қышқылдық метаболизмі өзгермелі су қорын пайдалануға бейімделуге мүмкіндік берсе де, олар нағыз шөлдерде табылмайды. Кейбір тармақтар жартылай сулы және маусымдық сулы аймақтарға (Crassula, Tillaea, Sedella) бейімделген, ал Echeveria және Aichryson ылғалды, салқын орманды аймақтарда өседі.

Экология

Crassulaceae тұқымдасының көп бөлігі көп жылдық болғанымен, Tillaea - жылдық өсімдік, сондай-ақ Aichryson, Crassula, Sedum және Monanthes арасында да жылдық түрлер табылады.

Өсіру

Crassulaceae тұқымдастарының көптеген түрлері құмырада немесе тау бақшаларында, гүлзар жиектерінде өсіріледі.

Уыттылық

Кейбір түрлері жануарларға улы, мысалы, Cotyledon және Tylecodon, мысалы, Tylecodon wallichii. Каланхоэнің барлық түрлері улы, әсіресе Австралия мен Оңтүстік Африкадағы малға, онда басқаша жем табу қиын, гүлдерінде кардиотоксиндердің ең жоғары концентрациясы бар, ал белсенді құрамы буфадиенолидтер (Буфо бақаларына дигоксин сияқты әсер ететіндіктен осылай аталған). Әдемі жануарлардың да ауруға шалдыққан жағдайлары тіркелді, Kalanchoe blossfeldiana Рождество уақытында үйді безендіруге қолданылатын танымал гүл.

Қолданылуы

Түрлердің ешқайсысы егістік ретінде қолданылмаса да, олар әсемдік өсімдіктері ретінде кең таралған бау-бақша тауарлары болып табылады, мысалы, Каланхоэ. Ал кейбіреулері (мысалы, Crassula helmsii) зиянды шөптер ретінде де зиян келтіруі мүмкін.