Введение

Род цветущих растений, биология кофейных растений.

Кофе (Coffea) – род цветущих растений семейства Рубиацеи (Rubiaceae). Виды рода Кофеа представляют собой кустарники или небольшие деревья, произрастающие в тропической и южной Африке, а также в тропической Азии. Семена некоторых видов, известные как кофейные зерна, используются для ароматизации различных напитков и продуктов. Плоды, подобно семенам, содержат большое количество кофеина и обладают выраженным сладким вкусом. Это растение является одной из самых ценных и широко торгуемых товарных культур в мире и важным экспортным продуктом для ряда стран, включая государства Центральной и Южной Америки, Карибского бассейна и Африки. Торговля кофе в значительной степени опирается на два из более чем 120 видов: Coffea arabica (обычно называемый просто "Арабика"), на который приходится 60–80% мирового производства кофе, и Coffea canephora (известный как "Робуста"), на который приходится около 20–40%.

Выращивание и использование

Существует более 120 видов Coffea, выращиваемых из семян. Самыми популярными являются Coffea arabica (обычно известная просто как "Арабика"), на долю которой приходится 60–80% мирового производства кофе, и Coffea canephora (известная как "Робуста"), на долю которой приходится около 20–40%. C. arabica предпочтительнее благодаря более сладкому вкусу, в то время как C. canephora содержит больше кофеина. C. arabica берет свое начало в высокогорьях Эфиопии и на плато Бома в Судане и возникла в результате гибридизации C. canephora и C. eugenioides. На деревьях образуются съедобные красные или фиолетовые плоды, которые описываются как эпигинозные ягоды или как нераскрывающиеся костянки. Этот плод часто называют "кофейной вишней", и он содержит два семени, называемые "кофейными зернами". Несмотря на эти названия, кофе не является ни настоящей вишней (плодом определенных видов рода Prunus), ни настоящей бобовой культурой (семенами растений семейства Fabaceae). Примерно в 5–10% урожая кофейных плодов встречается только одно зерно. Оно называется "перл" (peaberry), меньше и более округлое, чем обычное кофейное зерно. При выращивании в тропиках кофе представляет собой энергичный куст или небольшое дерево, обычно достигающее высоты… Большинство распространенных видов кофе лучше всего растут на больших высотах, но не переносят заморозки. Дерево Coffea arabica начинает плодоносить через три-пять лет, давая урожай в среднем 50–60 лет, хотя возможно и до 100 лет. Белые цветы обладают сильным ароматом. Для созревания плодов требуется около девяти месяцев.

Экология

Кофеин в кофейных зернах служит токсичным веществом, защищающим семена растения – это естественный механизм защиты от поедания травоядными. Одновременно кофеин привлекает опылителей, в особенности медоносных пчел, формируя обонятельную память, которая побуждает пчел возвращаться к цветам растения. Не все виды *Coffea* содержат кофеин, и самые ранние виды имели незначительное или полное его отсутствие. Кофеин эволюционировал независимо в нескольких линиях *Coffea* в Африке, возможно, в ответ на сильное давление вредителей во влажных условиях Западной Центральной Африки. Это указывает на то, что выработка кофеина является адаптивным признаком в эволюции кофе и растений в целом. Кофеин содержится также в плодах и листьях, из которых можно готовить чай из кофейной вишни и чай из кофейных листьев. Плоды используются в составе многих марок газированных напитков и готовых чайных смесей. На производство кофе оказывают влияние несколько вредителей, включая кофейного зерновку (Hypothenemus hampei) и кофейного листовойника (Leucoptera caffeina). Кофе служит кормовым растением для личинок некоторых видов чешуекрылых (бабочек и мотыльков), таких как Dalcera abrasa, капустная моль и некоторые представители рода *Endoclita*, включая E. damor и E. malabaricus.

Исследования

Новые виды *Coffea* продолжают выявляться и в 2000-х годах. В 2008 и 2009 годах исследователи из Королевских ботанических садов в Кью назвали семь видов, произрастающих в горах северного Мадагаскара, включая *C. ambongensis*, *C. boinensis*, *C. labatii*, *C. pterocarpa*, *C. bissetiae* и *C. namorokensis*. В 2008 году в Камеруне были обнаружены два новых вида: *Coffea charrieriana*, не содержащая кофеина, и *Coffea anthonyi*. Скрещивание новых видов с другими известными сортами кофе может привнести два новых признака в культивируемые растения: зерна без кофеина и самоопыление. В 2011 году *Coffea* включила в себя двадцать видов бывшего рода *Psilanthus* из-за морфологического и генетического сходства между этими двумя родами. Исторически они считались отдельными родами из-за различий в длине цветочной трубки и строении тычинок: у *Coffea* – короткая цветочная трубка, выступающий столбик и тычинки; у *Psilanthus* – длинная цветочная трубка и заключенные тычинки. Однако эти характеристики не были свойственны всем видам каждого из родов, что делало их чрезвычайно похожими как по морфологии, так и по генетической последовательности. Этот перенос увеличил число видов *Coffea* со 104 до 124 и расширил ареал его естественного распространения до тропической Азии и Австралазии. Геном кофе был опубликован в 2014 году, в нем было идентифицировано более 25 000 генов. Это показало, что кофейные растения синтезируют кофеин, используя набор генов, отличный от того, что обнаружено у чая, какао и других подобных растений. В 2017 году была опубликована надежная и почти полностью восстановленная филогения всего рода. Для исследования ученые использовали экстракцию ДНК и анализ SSR-маркеров. Эта и подобные методики могут способствовать улучшению производства кофе, предоставляя фермерам более точную информацию о восприимчивости их растений к вредителям и болезням, совершенствуя систему семеноводства кофе и обеспечивая прозрачность и отслеживаемость для покупателей зеленого, необжаренного кофе.