Введение
Виола – род цветущих растений из семейства фиолетовых (Violaceae). Это самый крупный род в семействе, включающий более 680 видов. Большинство видов произрастает в умеренном Северном полушарии, однако некоторые встречаются и в отдалённых регионах, таких как Гавайи, Австралазия и Анды. Некоторые виды виолы – многолетние растения, другие – однолетние, а немногие – небольшие кустарники. Многие виды, сорта и культивары выращиваются в садах ради их декоративных цветов. В садоводстве термин «панси» обычно используется для обозначения многоцветных, крупноцветковых сортов, которые ежегодно или двухгодично выращивают из семян и широко применяют для оформления клумб и бордюров. Термины «виола» и «фиалка» обычно применяются к небольшим цветковым однолетникам или многолетникам, включая дикорастущие виды.
Viola is a genus of flowering plants in the violet family Violaceae. It is the largest genus in the family, containing over 680 species. Most species are found in the temperate Northern Hemisphere; however, some are also found in widely divergent areas such as Hawaii, Australasia, and the Andes. Some Viola species are perennial plants, some are annual plants, and a few are small shrubs. Many species, varieties and cultivars are grown in gardens for their ornamental flowers. In horticulture, the term pansy is normally used for those multi colored, large flowered cultivars which are raised annually or biennially from seed and used extensively in bedding. The terms viola and violet are normally reserved for small flowered annuals or perennials, including the wild species.
Описание
Однолетние или многолетние травы, кустарники или очень редко полукустарники. У бестеблевых таксонов листья и цветки кажутся вырастающими прямо из земли. Остальные имеют короткие стебли, на которых листья и цветки располагаются в пазухах листьев (пазушные). Листья Viola обычно сердцевидные или почковидные, с зубчатым краем, хотя у некоторых видов они линейные или лапастные. Простые листья растений с любым типом роста расположены очередно; бестеблевые виды образуют прикорневые розетки. Растения всегда имеют листья с прилистниками, которые часто листовидные. Цветки подавляющего большинства видов сильно зигоморфные, с двусторонней симметрией и одиночные, но иногда собраны в кисти. Цветки состоят из пяти лепестков: четыре отогнуты вверх или веерообразные, по два с каждой стороны, и один широкий, лопастной нижний лепесток, направленный вниз. Этот лепесток может быть немного или значительно короче остальных и слабо дифференцирован. Форма лепестков и их расположение определяют многие виды; например, у некоторых видов есть "шпорец" на конце каждого лепестка, а у большинства – шпорец на нижнем лепестке. Шпорец может быть едва выступающим или очень длинным, как у Viola rostrata. Одиночные цветки заканчиваются длинными цветоножками с парой прицветников. Цветки имеют пять чашелистиков, которые сохраняются после цветения, а у некоторых видов чашелистики увеличиваются после цветения. Окраска венчика варьируется от белой до желтой, оранжевой или различных оттенков синего и фиолетового, однотонная или многоцветная, часто сине-желтая, с желтым зевом или без него. Цветки имеют пять свободных тычинок с короткими свободными нитями, прижатыми к завязи, с крупным, цельным и продолговато-яйцевидным спинным придаткам. Только нижние две тычинки шпорцевидные (имеют нектарники, вставленные в шпорец или мешочек нижнего лепестка). Пестики нитевидные или булавовидные, утолщенные на верхушке, от шаровидной до клювовидной формы. Рыльца головчатые, суженные или часто клювовидные. Цветки имеют верхнюю завязь с одной камерой, содержащей три плаценты с многочисленными семязачатками. После цветения образуются плодные капсулы с толстыми стенками, содержащие от нескольких до многих семян в каждом плодолистике, которые раскрываются (расщепляются) по трем створкам. При высыхании капсулы могут с силой выбрасывать семена на расстояние нескольких метров. Семена, похожие на орешки, обычно имеют овально-шаровидную форму, обычно снабжены придатком (ариль), содержат прямой зародыш, плоские семядоли и мягкую, мясистую, маслянистую эндосперму.
Фитохимия
Одной из особенностей некоторых видов фиалок является неуловимый аромат их цветов; наряду с терпенами, важным компонентом аромата является кетоновое соединение, называемое иононом, которое временно десенсибилизирует обонятельные рецепторы, тем самым препятствуя дальнейшему восприятию запаха цветка до восстановления нервной чувствительности.
История
Впервые официально описанный Карлом Линнеем в 1753 году, включавший 19 видов, род Viola носит его ботаническое обозначение, L. Когда Жюссьё установил иерархическую систему семейств (1789), он отнес Viola к семейству Cisti (каменные розы), однако к 1811 году предложил выделить Viola в отдельное семейство. Тем не менее, в 1802 году Батч уже выделил отдельное семейство, которое он назвал Violariae, основываясь на Viola как на типовом роде, включив в него еще семь родов. Хотя некоторые авторы, такие как Бентам и Гукер в 1862 году (под названием Violarieae), продолжали использовать Violariae, большинство авторов приняли альтернативное название Violaceae, впервые предложенное де Ламарком и де Канделем в 1805 году, а также Гингинсом (1823) и Сен-Иларом (1824). Однако де Кандель также использовал Violarieae в своем «Prodromus» 1824 года.
Филогения
Виола — один из примерно 25 родов и около 600 видов в обширном семействе эудикотов Violaceae, разделенном на подсемейства и трибы. В то время как большинство родов монотипичны, Виола — очень крупный род, включающий от 500 до 600 видов в зависимости от классификации. Исторически он относился к подсемейству Violoideae, трибе Violeae. Однако эти деления оказались искусственными и не монофилетическими. Молекулярно-филогенетические исследования показывают, что Виола входит в кладу I семейства, вместе с родами Schweiggeria, Noisettia и Allexis, при этом Schweiggeria и Noisettia являются монотипичными и образуют сестринскую группу по отношению к Виоле.
Подразделение
Виола – крупный род, который традиционно рассматривался в секциях. Одним из таких делений была система Гингинса (1823), основанная на морфологии рыльца, включающая пять секций (Nomimium, Dischidium, Chamaemelanium, Melanium, Leptidium). Обширные таксономические исследования Вильгельма Беккера, завершившиеся его конспектом 1925 года, привели к выделению 14 секций и множества инфрасекционных групп. Наиболее крупной и разнообразной является секция Viola, включающая 17 подсекций. Помимо подсекций, были описаны и серии. Некоторые авторы предпочитали делить род на подрода. Последующие работы были выполнены Гершоем (1934) и Клаузеном (1964) с использованием подсекций и серий. Все эти классификации основывались на морфологических признаках. Последующие исследования с применением молекулярно-филогенетических методов, такие как работа Балларда и др. (1998), показали, что многие из этих традиционных делений не являются монофилетическими, что связано с высокой степенью гибридизации. В частности, секция Nomimium была разделена на несколько новых секций, а часть её таксонов была перенесена в секцию Viola. Секция Viola s. lat. представлена четырьмя секциями: Viola sensu stricto, Plagiostigma s. str., Nosphinium sensu lato и группой видов V. spathulata. В этом анализе южноамериканские секции представляются базальными группами, начиная с Rubellium, затем Leptidium. Однако точные филогенетические взаимосвязи остаются невыясненными, что приводит к использованию различных таксономических номенклатур, включая группировки, называемые Grex. Маркуссен и др. располагают пять южноамериканских секций – Andinium, Leptidium, Tridens, Rubellium и Chilenium – у основания филогенетического дерева в указанном порядке. За ними следует единственная австралийская секция Erpetion, являющаяся сестринской группой для Chilenium, секции Северного полушария и, наконец, единственная африканская секция V. abyssinica. Эти секции отличаются морфологически, хромосомно и географически.
Виды
Род включает в себя собачьи фиалки – группу видов без запаха, которые являются наиболее распространенными Viola во многих регионах, душистую фиалку (Viola odorata) (названную за свой сладкий аромат), и множество других видов, в общем названии которых присутствует слово "фиалка". Однако другие растения, называемые "фиалками", не относятся к этому роду: ни сект. Стрептокарпус Saintpaulia ("узамбарские фиалки", Gesneriaceae), ни Erythronium dens canis ("печеночница собачья", Liliaceae) не имеют отношения к Viola.
Эволюция и биогеография
Одно ископаемое семя †Viola rimosa было извлечено из образцов бурения среднемиоценовых отложений пресной воды в бассейне Новы-Сонч, Западные Карпаты, Польша. Считается, что род возник в Южной Америке, вероятнее всего, в Андах.
Генетика
Было показано, что фрагментация среды обитания оказывает минимальное влияние на генетическое разнообразие и поток генов у североамериканской лесной фиалки Viola pubescens. Это может быть частично связано со способностью Viola pubescens сохраняться в преимущественно сельскохозяйственном ландшафте. Аналогичная тенденция неожиданно высокого генетического разнообразия наблюдается у Viola palmensis – эндемика Канарских островов, известного лишь по 15-километровому ареалу на острове Ла-Пальма. Высокий уровень генетического разнообразия внутри этих видов свидетельствует о том, что эти растения перекрестноопыляемы, несмотря на то, что многие виды фиалок способны производить большое количество клональных потомков в течение года посредством клистогамных цветков. Растения, производящие обильное количество клональных семян из клистогамных цветков, часто подвержены повышенному уровню инбридинга. Эти высокие показатели перекрестного опыления и генетического разнообразия указывают на то, что эти фиалки являются сильными конкурентами за опылителей в начале весны, в период цветения, и что эти опылители способны преодолевать значительные расстояния между часто фрагментированными популяциями.
Распространение и среда обитания
Мировое северное умеренное распространение рода отличает его от остальных, преимущественно тропических родов семейства Violaceae, которые ограничены видами либо Старого Света, либо Нового Света. В то время как в тропиках ареал распространения в основном приурочен к высокогорным областям. Центры видового разнообразия располагаются главным образом в северном полушарии – в горных районах Восточной Азии, Меланезии и Южной Европы, но также встречаются в Андах и южном Патагонском конусе Южной Америки. Одна из самых высоких концентраций видов наблюдается на территории бывшего СССР. В Австралии произрастает ряд видов Viola, включая Viola hederacea, Viola betonicifolia и Viola banksii, впервые собранных Джозефом Бэнксом и Дэниелом Соландером во время экспедиции Кука в Ботанический залив.
Экология
Виды Viola служат кормовым растением для личинок некоторых видов чешуекрылых, включая гигантского леопардового мотылька, большого желтого подкрыльника, малого широкого желтого подкрыльника, высокого бурого фритилляра, малого жемчужного фритилляра, жемчужного фритилляра, королевского фритилляра, кардинала и Setaceous Hebrew character (сетацеусного иврита). Личинки многих видов бабочек-фритилляров используют фиалки в качестве обязательного растения-хозяина, хотя эти бабочки не всегда откладывают яйца непосредственно на фиалки. Несмотря на чрезвычайное разнообразие экологии этого рода, фиалки в основном опыляются представителями отрядов Двукрылые и Перепончатокрылые. Эффектные цветки появляются в начале весны, а клональные клистогамные цветки образуются с конца весны до конца вегетационного периода в благоприятных условиях. Клеистогамия позволяет растениям производить потомство круглый год и увеличивает шансы на успешное укоренение. Эта система особенно важна для фиалок, поскольку эти растения часто являются слабыми конкурентами в борьбе за опыление из-за своих небольших размеров. Многие виды фиалок демонстрируют два способа рассеивания семян. После созревания семенных коробочек семена рассеиваются вокруг растения посредством взрывного раскрытия. Сообщалось, что семена Viola pedata рассеиваются на расстояние до 5 метров от материнского растения. Часто семена затем дополнительно разносятся муравьями в процессе, называемом мирмекохорией. Фиалки, чьи семена рассеиваются таким образом, имеют специализированные структуры на поверхности семян, называемые элайосомами. Это взаимодействие позволяет семенам фиалок прорастать и укореняться в защищенной, стабильной среде. Многие семена фиалок проявляют физиологический покой и требуют определенного периода холодной стратификации для стимуляции прорастания в условиях ex situ. Уровень прорастания часто довольно низок, особенно если семена хранятся в течение длительного времени. При восстановлении среды обитания в Северной Америке местные фиалки пользуются высоким спросом из-за их связи с вышеупомянутыми бабочками-фритиллярами. Виды фиалок населяют разнообразные местообитания, от болот (Viola lanceolata) до сухих горных лугов (V. pedata) и подлеска в лесах (V. labradorica). В то время как многие из этих видов являются индикаторами качественной среды обитания, некоторые фиалки способны процветать в ландшафтах, измененных человеком. Два вида цинковых фиалок (V. calaminaria и V. guestphalica) способны жить в почвах, сильно загрязненных тяжелыми металлами. Многие фиалки формируют симбиотические отношения с арбускулярными микоризными грибами, и в случае цинковых фиалок это позволяет им переносить сильно загрязненные почвы. Цветение часто обильное и может продолжаться большую часть весны и лета. Фиалки чаще всего цветут весной, раскрывая хасмогамные цветки с хорошо развитыми лепестками, опыляемые насекомыми. Многие виды также производят самоопыляемые клистогамные цветки летом и осенью, которые не раскрываются и лишены лепестков. У некоторых видов эффектные хасмогамные цветки бесплодны (например, Viola sororia).
Садоводческое применение
Международным органом по регистрации рода является Американское общество фиолетовых, где цветоводы регистрируют новые сорта Viola. Для описания сортов используется система кодирования, охватывающая десять садоводческих групп, таких как Вайолет (Vt) и Вайолетта (Vtta). Примеры включают Viola 'Little David' (Vtta) и Viola 'Königin Charlotte' (Vt). В этой системе фиалки (Vt) определяются как "многолетние растения, образующие столоны, с небольшими, сильно ароматными, однотонными фиолетовыми, синими или белыми цветками в конце зимы и ранней весной".
Виды и сорта
Многие виды, сорта и культивары выращиваются в садах ради их декоративных цветов. В садоводстве термин "панси" обычно используется для обозначения многоцветных, крупноцветковых культиваров, которые ежегодно или двухгодично выращивают из семян и широко применяют для создания клумб и бордюров. Термины "виола" и "фиалка" обычно резервируются для небольших цветковых однолетних или многолетних растений, включая дикорастущие виды. Культивары Viola cornuta, Viola cucullata и Viola odorata обычно выращивают из семян. Другие часто выращиваемые виды включают Viola labradorica, Viola pedata и Viola rotundifolia. Современный садовый панси (V. × wittrockiana) – растение сложного гибридного происхождения, в котором участвуют по крайней мере три вида: V. tricolor (дикая фиалка, или сердечная фиалка), V. altaica и V. lutea (горная фиалка). Гибридный рогатый панси (V. × williamsii) происходит от скрещивания садового панси и Viola cornuta.
Постельные растения
В 2005 году в Соединенных Штатах сорта виолы (включая трехцветную фиалку) входили в тройку самых востребованных растений для сезонного оформления и на сумму 111 миллионов долларов было произведено рассадных растений виолы для рынка цветов для сезонного оформления. Трехцветные фиалки и виолы, используемые для сезонного оформления, обычно выращивают из семян, и были разработаны гибридные сорта семян F1, которые дают компактные растения с достаточно однородной окраской и внешним видом цветков. Растения для сезонного оформления обычно утилизируют после одного вегетационного периода.
Кулинарные
Когда цветы виолы только раскрываются, их можно использовать для украшения салатов или в качестве начинки для птицы или рыбы. Суфле, сливки и подобные десерты можно ароматизировать эссенцией цветов виолы. Молодые листья можно употреблять в пищу сырыми или приготовленными в виде листового овоща с мягким вкусом. Цветы и листья сорта «Ребекка», одного из сортов группы «Виолетта», обладают отчетливым ванильным вкусом с нотками зимней зелени. Пьянящий аромат некоторых сортов V. odorata придает неповторимую сладость десертам, фруктовым салатам и чаю, а мягкий гороховый вкус V. tricolor одинаково хорошо сочетается как со сладкими, так и с солеными блюдами, например, с мясом на гриле и овощами на пару. Сердцевидные листья V. odorata обеспечивают бесплатный источник зелени в течение длительного вегетационного периода, а лепестки используются для ароматизации молочных пудингов и мороженого, а также в салатах и в качестве гарнира. Засахаренная фиалка или кристаллизованная фиалка – это цветок, обычно V. odorata, консервированный покрытием из яичного белка и кристаллизованного сахара. В качестве альтернативы горячий сироп наливают на свежий цветок (или цветок погружают в сироп) и перемешивают, пока сахар не перекристаллизуется и не высохнет. Этот метод до сих пор используется для лепестков роз и ранее применялся к цветкам апельсина (когда миндаль или апельсиновая цедра обрабатываются таким образом, они называются пралине). Засахаренные фиалки до сих пор производятся в Тулузе, Франция, где они известны как violettes de Toulouse. Их используют для украшения тортов и пирожных или добавляют в ароматические десерты. Французы также известны своим фиолетовым сиропом, который обычно изготавливается из экстракта фиалок. В Соединенных Штатах этот французский фиолетовый сироп используется для приготовления фиолетовых сконов и маршмеллоу. Эссенция виолы ароматизирует ликеры Creme Yvette, Creme de Violette и Parfait d'Amour. Она также используется в кондитерских изделиях, таких как Parma Violets и конфеты C. Howard's Violet.
Лекарственные
Многие виды виолы содержат антиоксиданты, называемые антоцианами. Было идентифицировано 14 антоцианов из V. yedoensis и V. prionantha. Некоторые антоцианы проявляют выраженную антиоксидантную активность. Большинство протестированных фиалок и многие другие растения семейства Фиалковые содержат циклотиды, которые при выделении из растения демонстрируют широкий спектр биологической активности in vitro, включая утеротоническую, анти-ВИЧ, антимикробную и инсектицидную активность. Viola canescens, вид из Индии, показала активность in vitro против Trypanosoma cruzi. Viola изучалась при различных клинических показаниях в исследованиях на людях. В двойном слепом клиническом исследовании было показано, что дополнительное применение сиропа Viola odorata вместе с краткодействующими β-агонистами может улучшить подавление кашля у детей с астмой. В другом исследовании было установлено, что интраназальное введение масла экстракта Viola odorata эффективно у пациентов с бессонницей.
Парфюм
Виола душистая используется как источник ароматов в парфюмерной промышленности. Фиалка известна своим "кокетливым" ароматом, так как её запах то появляется, то исчезает. В цветках содержится ионон, который временно притупляет способность человека ощущать ароматное соединение.
Рождение
Фиалка — традиционный цветок, символизирующий месяц рождения в феврале в английской традиции.
Географические территории
В Соединенных Штатах, обычная синяя фиалка Viola sororia является государственным цветком штатов Иллинойс, Род-Айленд, Нью-Джерси и Висконсин. В Канаде, Viola cucullata является провинциальным цветком Нью-Брансуика, утвержденным в 1936 году. В Великобритании, Viola riviniana является цветком графства Линкольншир.
Лесби- и бисексуальная культура
Фиолеты стали символически ассоциироваться с романтической любовью между женщинами. Эта связь восходит к фрагментам стихотворения Сапфо о потерянной любви, в котором она описывает возлюбленную: "Рядом со мной ты обвивала себя [множеством венков] из фиалок и роз". В другом стихотворении Сапфо описывает свою потерянную любовь, украшенную "фиолетовыми тиарами, заплетенными бутонами роз, укропом и шафраном, обвитыми вокруг" ее шеи. В 1926 году одна из первых пьес, затрагивающих тему лесбийских отношений, "Преступница" Эдуарда Бурде, использовала букет фиалок для обозначения лесбийской любви.