Введение
Семейство цветущих растений Papaveraceae /p//ə/,/p//æ//v//ə/'/r//eɪ//s//i/,/iː/ – экономически важное семейство, включающее около 42 родов и приблизительно 775 известных видов цветущих растений в порядке Ranunculales, неформально называемое семейством маковых. Семейство имеет космополитическое распространение, встречаясь в умеренном и субтропическом климате (преимущественно в северном полушарии), например, в Восточной Азии и Калифорнии в Северной Америке. В тропиках оно встречается крайне редко. Большинство представителей – травянистые растения, но некоторые – кустарники и небольшие деревья. В настоящее время семейство включает две группы, ранее рассматривавшиеся как отдельные семейства: Fumariaceae и Pteridophyllaceae. Papaver – классическое латинское название мака.
The Papaveraceae /p//ə/,/p//æ//v//ə/'/r//eɪ//s//i/,/iː/ are an economically important family of about 42 genera and approximately 775 known species of flowering plants in the order Ranunculales, informally known as the poppy family. The family is cosmopolitan, occurring in temperate and subtropical climates (mostly in the northern hemisphere) like Eastern Asia as well as California in North America. It is almost unknown in the tropics. Most are herbaceous plants, but a few are shrubs and small trees. The family currently includes two groups that have been considered to be separate families: Fumariaceae and Pteridophyllaceae. Papaver is the classical name for poppy in Latin.
Описание
Это семейство известно своими разнообразными и красочными цветами и отличительными сепалами. Растения могут быть однолетними, двухлетними или многолетними. Обычно травянистые, но некоторые виды образуют кустарники или вечнозеленые деревья. Они латициферные, содержат латекс, который может быть молочным или водянистым, окрашенным или бесцветным. Все части растения содержат хорошо развитую систему сосудов (эти сосуды называются "латициферы"), выделяющих молочный латекс, водянистый белый, желтый или красный сок. Листья простые, очередные или иногда мутовчатые. У них есть черешки и они не заключены в влагалище. Листья обычно лопастные или перисто-рассеченные (то есть состоящие из нескольких не полностью разделенных листочков) или сильно разделены. Прилистников нет. Растения гермафродиты и опыляются преимущественно насекомыми (энтомофильные); нектарников нет. Некоторые опыляются ветром (анемофильные). Имеются четко выраженные чашечка и венчик, за исключением Macleaya, у которой отсутствует венчик. Цветки среднего или крупного размера. У многих видов конечные цветки одиночные. У других конечный цветонос – кисть или щиток. Цветки без запаха и правильные. Тычинок много, обычно от 16 до 60, расположенных в двух отдельных кругах, внешний круг с тычинками, чередующимися с лепестками, внутренний – напротив лепестков, или многочисленные в подсемействе Papaveroideae. Гинецей состоит из сложного пестика с 2–100 плодолистиками. Завязь верхняя и одногнездная. Завязь может быть сидячей или на коротком цветоножке. Сепалии обычно составляют половину от числа лепестков, например, 2 сепалии соответствуют 4 лепесткам или 3 сепалии – 6 лепесткам. Пестики и тычинки скрыты внутри лепестков. Немясистый плод обычно представляет собой коробочку, которая при созревании раскрывается, выпуская семена через поры (порицидная), по перегородкам между гнездами (септицидная) или с помощью створчатых клапанов (клапанная). Семена многочисленные и мелкие. Их питательная ткань (эндосперм) маслянистая и мучнистая. Плод Platystemon – шизокарп. Основное число хромосом, x, равно 6, 7, 8, 9, 10 и 11, вплоть до 12n = 84 (додекаплоидия) у видов Papaver, Argemone и Meconopsis. Семейство Papaveraceae включает множество растений, производящих алкалоиды, в том числе опийный мак (Papaver somniferum). Опиум получают из латекса коробочек опийного мака и на протяжении веков используется благодаря своим психоактивным свойствам. Основные алкалоиды, содержащиеся в опиуме, такие как морфин и кодеин, оказывают огромное влияние на фармацевтику и имеют большое значение для многих стран, производящих его в больших масштабах, включая Афганистан. Афганистан экономически зависит от выращивания опиума, что затрудняет прекращение его крупномасштабного производства, в конечном итоге увеличивая незаконное производство. Исследователи изучают механизмы образования алкалоидов в маковых растениях, чтобы создать сорта с определенным содержанием алкалоидов. Существует высокая генетическая изменчивость среди сортов мака, а такие факторы окружающей среды, как повреждения и обработка метил-жасмонатом, стимулируют повышенное производство алкалоидов. Остаются вопросы, связанные с влиянием производства алкалоидов на фармацевтические цели, что подчеркивает важность исследований в этой области.
Таксономия
В системе APG III (2009; не изменившейся по сравнению с системой APG II 2003 года и системой APG 1998 года) семейство отнесено к порядку Ranunculales, в кладе эвдикотов. Семейство Papaveraceae отличается от остальных представителей Ranunculales по некоторым важным признакам, но имеет с ними и общие черты, такие как наличие алкалоидов, производных от изохинолина. Основываясь на молекулярных и морфологических данных, это семейство формирует клад вместе с семействами Lardizabalaceae, Circaeasteraceae, Menispermaceae, Berberidaceae и Ranunculaceae.
Общие
Широкое определение семейства Papaveraceae в системе APG III включает три таксона, которые ранее выделялись в отдельные семейства: Papaveraceae sensu stricto, Fumariaceae и Pteridophyllaceae. Таким образом, система Кронквиста 1981 года признавала Fumariaceae самостоятельным семейством, несмотря на их тесную филогенетическую связь с Papaveraceae sensu stricto. Три бывших семейства могут рассматриваться как подсемейства. Одно морфологическое и молекулярное исследование показало, что прежнее семейство Pteridophyllaceae занимает базальное положение с последующим разделением на два терминальных клада, каждый из которых содержит одно из подсемейств Fumarioideae и Papaveroideae, которые являются четко монофилетическими. Более позднее исследование включает бывшие Pteridophyllaceae в состав Fumarioideae, разделяя Papaveraceae только на два подсемейства. Внутреннее деление Fumarioideae, представленное ниже, соответствует Lidén (1993), за исключением положения рода Pteridophyllum. Деление Papaveroideae следует Hoot et al. (1997). В этом исследовании триба Eschscholzieae является базальным кладом и сестринской группой для остальной части подсемейства, которая разделена на другой терминальный клад (Chelidonieae) и его сестринскую группу, сформированную трибами Papavereae и Platystemoneae, разделение которых не подтверждается данными, представленными этими авторами. Обсуждение подсемейств см. в работах Carolan et al. (2006) и Blattner & Kadereit (1999).
Экология
Опыление происходит энтомофильно (в основном мухами, осами и пчелами, реже жуками), за исключением Бокконии и Маклеи. У Papaveroideae вознаграждением служит пыльца, поскольку нектара нет. Визуальным аттрактантом служат лепестки, обычно ярко окрашенные и часто имеющие базальные направляющие линии, иногда аттрактантом может быть также андроэций, так как лепестки недолговечны. Некоторые виды, преимущественно из арктических и альпийских регионов, усиливают свою привлекательность цветочным ароматом (например, Papaver alpinum пахнет гвоздикой), который в случае с Romneya оказывает наркотическое действие на насекомых. Тычинки и рыльца созревают одновременно, но Боккония явно протогинная, рыльца появляются из чашелистиков, которые их окружают. Автоопыление распространено, и в некоторых случаях (например, Roemeria hybrida) происходит до раскрытия бутона (клистогамия). Наличие арила указывает на распространение семян муравьями (мирмекохория) после их извержения плодами. У Bocconia семена остаются прикрепленными к реплюмам после опадания створчатых клапанов капсулы, обнажая их ярко-красные или оранжевые ариллы, которые привлекают птиц для питания, способствуя их расселению (орнитохория). Семена, лишенные арила, предположительно распространяются ветром (анемохория) у капсул, которые раскрываются, в остальных случаях они высвобождаются при разложении плода. У многих видов Fumarioideae плоды взрывные (баллистические), тогда как виды Rupicapnos и Sarcocapnos – хазмофиты, растущие на скалах, и их плодоножки и цветоножки геотропны и удлиняются, чтобы семена углублялись в основание растения. Papaveroideae обычно растут в более прохладных и лесистых районах, формируя часть подлеска. Они адаптированы к арктическим и альпийским местообитаниям, а также к засушливым средиземноморским районам, многие виды являются рудеральными и сегетальными (растут на полях). Pteridophyllum растет в подлеске хвойных лесов, между… Fumarioideae в основном встречаются в открытых, скалистых, альпийских ландшафтах или в вертикальных и нависающих трещинах, в то время как некоторые виды являются рудеральными или сегетальными.
Фитохимия
Алкалоиды: хорошо известны изохинолиновые алкалоиды, присутствующие в этом семействе. Они происходят от берберина, тетрагидроберберина, протопина и бензофенантридина в подсемействе Papaveroideae, а также от спиробензилизохинолина и куларина в подсемействе Fumarioideae, наряду с другими группами, обуславливающими их фармакологические свойства: производные апорфина, морфинана, павина, изопавина, нарцеина и роеадина. Другие вещества: Другие характерные вещества, содержащиеся в этих видах, включают меконовую кислоту и хелидоновую кислоту, а также цианогенные гликозиды, производные от тирозина: дхуррин и триглохинин; в подсемействе Fumarioideae, в то время как Chelidonieae содержат свободную аминокислоту δ-ацетилорнитин. Флавоноиды: иридоиды и проантоцианидины отсутствуют. Присутствуют флавонолы, кемпферол и/или кверцетин. Многие из этих растений ядовиты. Мексиканский колючий мак ядовит при внутреннем употреблении и может вызывать отеки и глаукому. Даже если животное, например коза, продолжает пастись на этом растении, пострадает не только само животное, но и те, кто пьет его молоко, поскольку яды передаются с молоком.
Окаменелости
Окаменелости позднего мелового мака Palaeoaster inquirenda, обнаруженные в западной части Северной Америки, встречаются в отложениях возрастом 74,5 миллиона лет в формации Фрутленд (Нью-Мексико) и до отложений возрастом 64,5 миллиона лет в формации Хелл-Крик (Северная Дакота). Раскрывающиеся плоды Palaeoaster были найдены на месте раскопок известного экземпляра тираннозавра рекса BHI 3033. Семенная коробочка Palaeoaster имеет некоторое сходство с семенной коробочкой современного рода маков Romneya. Papaverites, ископаемый плод эоцена Германии, предположительно относится к семейству Papaveraceae. Честерс и др. (1967) упоминают Papaver pictum из олигоцена Англии.
Культивирование
Семейство хорошо известно своими эффектными цветами, многие виды которого выращиваются как декоративные растения, включая калифорнийский мак (Eschscholtzia californica, цветок штата Калифорния), потрясающие голубые гималайские маки (Meconopsis), несколько видов Papaver и дикорастущий цветок кровавотыч. Только два вида имеют экономическое значение для производства опиума и его производных для фармацевтического использования: Papaver somniferum культивируется легально для получения морфина и других опиатов, а Papaver bracteatum – для тебаина. Papaver somniferum также является источником маковых семян, используемых в кулинарии и выпечке, и макового масла. Незаконное выращивание мака в Азии для производства опиума и героина практически равно законному производству в остальном мире. Некоторые представители подотриба Funarioideae имеют ограниченное применение в садоводстве, такие как Lamprocapnos spectabilis («разбитое сердце») и Pseudofumaria lutea («желтый дымник»). В китайской традиционной медицине использовались вареные и высушенные клубни Corydalis yanhusuo («яньхусуо»).
Символизм
Опиумный мак и мак самосейка символизируют, соответственно, сон и смерть. В Великобритании, Канаде, Соединенных Штатах и Австралии мак самосейка используется в качестве символа памяти о жертвах Первой мировой войны.