Введение
Семейство растений уток Протеасеи, / p / r / oʊ / t / i / ' / eɪ / s / i / / образуют семейство цветущих растений, преимущественно распространенных в Южном полушарии. Семейство включает 83 рода с около 1660 известными видами. Австралия и Южная Африка имеют наибольшую концентрацию разнообразия. Вместе с платанасеями (плосковидными деревьями), нелюмбонасеями (священным лотосом) и в недавней системе APG IV сабиасеями они составляют порядок Proteales. Известные роды Proteaceae включают Protea, Banksia, Embothrium, Grevillea, Hakea и Macadamia. Такие виды, как новоюгальский варатах (Telopea speciosissima), королевская протея (Protea cynaroides) и различные виды банксии, гревиллеи и леукадендрона, являются популярными срезанными цветами. Орехи Macadamia integrifolia широко выращиваются в коммерческих целях и потребляются, как и орехи Gevuina avellana в меньших масштабах.
The Proteaceae ,/p//r//oʊ//t//i//'//eɪ//s//iː/ form a family of flowering plants predominantly distributed in the Southern Hemisphere. The family comprises 83 genera with about 1,660 known species. Australia and South Africa have the greatest concentrations of diversity. Together with the Platanaceae (plane trees), Nelumbonaceae (the sacred lotus) and in the recent APG IV system the Sabiaceae, they make up the order Proteales. Well known Proteaceae genera include Protea, Banksia, Embothrium, Grevillea, Hakea, and Macadamia. Species such as the New South Wales waratah (Telopea speciosissima), king protea (Protea cynaroides), and various species of Banksia, Grevillea, and Leucadendron are popular cut flowers. The nuts of Macadamia integrifolia are widely grown commercially and consumed, as are those of Gevuina avellana on a smaller scale.
Этимология
Название Proteaceae было адаптировано Робертом Брауном из названия Proteae, придуманного в 1789 году Антуаном Лоран де Юссье для семейства, основанного на роде Protea, который в 1767 году Карл Линней вывел из имени греческого бога Протея, божества, которое могло меняться между многими формами. Это подходящее изображение, поскольку семья известна своим удивительным разнообразием цветов и листьев.
Описание
Роды Proteaceae очень разнообразны, и Banksia в частности является ярким примером адаптивного излучения у растений. Эта изменчивость делает невозможным предоставление простого диагностического идентификационного ключа для семейства, хотя отдельные роды могут быть легко идентифицированы. Протеасеи варьируются от опущенных кустарников до высоких лесных деревьев высотой 40 м и обычно имеют среднюю высоту или низкие или многолетние кустарники, за исключением некоторых видов Стерлингии, которые являются травами. Некоторые виды факультативно лиственные (Embothrium coccineum), редко акаулецентное, каулинообразная часть воротника часто утолщенная (лигнотубер). Индумент из трехклеточных волос, иногда железистых, редко отсутствующих, апикальная клетка обычно удлиненная, острая, иногда одинаково или неравномерно двуглавая. Листья редко ароматические, обычно чередующиеся и спиральные, редко противоположные или вертицилирующие; корейные, редко мясистые или шипистые, простые или сложные (непарипинатные, непарибипинатные или редко пальматические или цифровые с сегментами пиннатисекта), весь край до (3 ) пиннатисекта (дающий вид папоротника); редко разделенный дихотомно, часто удаленно зубчатый, черепичный или зубчатый, сидящий или стебель; листок часто с опухшей основой, но редко обшитый (иногда в Synaphea), без стипулей; иногда пиннированный пальматический или параллельный оттенок, широковидный или уменьшенный до одного видного лепестка, вернация обычно кондуплицированная; анизофил часто возникает в разные периоды роста; листовое вещество, изолированное центральным мезофиллитолом или мезофиллитолом; редко с секрециями, как правило, с кавлой. Брахические парацитарные стоматы (латероцитарные в Беллендене). Стебли растений с двумя типами радиусов, широкими и многозубчатыми или узкими и однозубчатыми, флоем стратифицирован или нет, трилакунарные узлы с тремя следами листьев (редко однозубчатыми с одним следом), часто встречающиеся склереиды; кора с чешуйчатыми часто горизонтально увеличенными, наличие пробковой камбиума, обычно поверхностная. Корни боковые и короткие, часто группируются в пучки (протеоидные корни) с очень плотными корневыми волосками, редко с микоризой. Растения обычно гермафродиты, реже моноэтические, двуэтические или андромоноэтические. Цветки очень переменные, простые или сложные, подмышечные или конечные, боковые цветки одиночные или в парах, редко с конечным цветком, рацемиформы, паникулярные или конденсированные, обычно с брактами, иногда превращаются в листья или чешуевидные, образуя тип конуса, или с яркими цветами, образуя инвактюр или псевдантий, подставки и подставки иногда сжимаются, уплотняются с рахисом, в некоторых случаях загруженные цветки образуют суперцветки (некоторые Alloxylon); очень редко цветы одиночные и подмышечные в конце ветвей; у видов без лигубры цветы иногда растут из них и проходят через почву (геофиты). Цветы обычно совершенные, актиноморфные или зигоморфные, гипогинозные, часто большие и эффектные. Плоская или наклонная, иногда образующая гинофор. Гипогинусный диск присутствует и экстрастаминальный или отсутствует. Периант (3 ) 4 ((−8) тепалов (иногда интерпретируемый как димерный и дихламидный периант), в 1 ((−2) клапанных вихрях, иногда удлиненных в базальном мешке, свободных или слитых различными способами (все слитые или даже один свободный и три основно полностью слитые), или даже сопричастных к погранично межцифровым папиллам, образующим трубку или двуцифровую структуру, зигоморфные, иногда открывающиеся боковыми различными способами. Гаплостемоновый андроэций, обычно изостемоновый, противоположный (3 ) 4 (((−5) стеменам, все плодородные или некоторые превращенные в стеминоды, обычно нитевидные, нитки частично или полностью слиты с тепалами, редко свободные, базификсированные антры, дитеистые, тетраспорангиальные, иногда одноглазые и биспорангиальные, интроссовые к латроссовым (редко), расширенные соединительные, обычно с апикулом, дехисценция вдоль продольных разрывов. Гипогинусные железы (0 ) 14, плосковидные или удлиненные, мясистые, свободные или слитые, образующие луновидный или кольцевидный нектарий над сосудом. Верхний гинеций 1 ((−2) апокарпозных карпелей, сессильный или стипитатный (с более или менее удлиненным гинофором), иногда не полностью закрытый, стиль обычно развит, стигма небольшая или в форме конечного или субконечного диска или даже боковая и...
Цветы
В целом, диагностической особенностью протеасеев является сложная цветовая головка или, точнее, соцветие. Во многих родах наиболее очевидной особенностью являются большие и часто очень заметные соцветия, состоящие из многих небольших цветов, плотно упакованных в компактную головку или шип. Однако даже этот характер встречается не во всех семействах протеа; например, у видов аденантоса есть одиночные цветы. У большинства видов Proteaceae механизм опыления очень специализирован. Обычно это включает в себя использование "презентера пыльцы", области на конце стиля, которая представляет пыльцу опылителю. Цветочные части протеацеев встречаются вчетвером, но четыре тепала слиты в длинную узкую трубку с закрытой чашей вверху, а нити четырех стеблей слиты с тепалами таким образом, что антеры закрыты внутри чаши. Сперма сначала проходит по внутренней части периантовой трубки, поэтому стигма также заключена в чашке. По мере развития цветка, корень растёт быстро. Поскольку стигма заперта, то стиль должен изгибаться, чтобы удлиняться, и в конце концов он изгибается так далеко, что разделяет периант вдоль одного шва. Стиль продолжает расти до антеза, когда нектарии начинают производить нектар. В это время периант распадается на составляющие его тепалы, чашка распадается, а шпага выпускается, чтобы вскоре встать более или менее прямо.
Экология
Многие из Proteaceae имеют специализированные протеоидные корни, массы боковых корней и волоски, образующие радиальную поглощающую поверхность, вырабатываемую в слое листьев во время сезонного роста и обычно сужающейся в конце сезона роста. Они приспособлены к росту в бедных, дефицитных фосфором почвах, значительно увеличивая доступ растений к дефицитной воде и питательным веществам, выделяя карбоксилаты, которые мобилизуют ранее недоступный фосфор. Они также увеличивают поверхность поглощения корня, но это незначительная особенность, поскольку она также увеличивает конкуренцию за питательные вещества против своих собственных корневых кластеров. Из Новой Зеландии известно только два вида, хотя окаменелости пыльцы свидетельствуют о том, что ранее их было больше. Это хороший пример семейства Гондвана, таксоны встречаются практически на каждой суше, считающейся остатком древнего суперконтинента Гондвана, за исключением Антарктиды. Считается, что семья и подсемейства диверсифицировались задолго до раздробления Гондваны, что означает, что всем им более 90 миллионов лет. Доказательством этому служит обилие протеазовых пыльцы, обнаруженных в угольных месторождениях кредового периода Южного острова Новой Зеландии. Считается, что его нынешнее распространение достигнуто в основном континентальным дрейфом, а не рассеянием через океанские пробелы.
Фитохимия
Никаких окончательных исследований химических веществ, присутствующих в этом широком семействе, не проводилось. Роды Protea и Faurea необычны, поскольку они используют ксилозу в качестве основного сахара в нектаре и поскольку они имеют высокую концентрацию полигалактила, в то время как сахароза является основным сахаром, присутствующим в Grevillea. Цианогенные гликозиды, полученные из тирозина, часто присутствуют, как и проантоцианидины (делфинидин и цианидин), флавонолы (каемферол, кверцетин и мирицетин) и арбутин. Алкалоиды обычно отсутствуют. Иридоиды и эллагиновая кислота также отсутствуют. Сапонины и сапогенины могут присутствовать или отсутствовать у разных видов. Многие виды накапливают алюминий.
Использование и выращивание
Многие традиционные культуры использовали протеасеи в качестве пищи, лекарства, для лечения шкур животных, в качестве источника красителей, дров и как древесину для строительства. Коренные австралийцы едят плоды персонии, а семена других видов, включая гевуину и макадамию, являются частью рациона коренных народов, но также продаются по всему миру. На Яве используют нежные побеги вида Helicia, а в Австралии пьют нектар из цветков ряда видов. Традиционные лекарства можно получать из инфузий корней, коры, листьев или цветов многих видов, которые используются как местные приложения для кожных заболеваний или внутри как тоники, афродизиаки и галактогены для лечения головных болей, кашля, дизентерии, диареи, расстройства пищеварения, язвы желудка и заболеваний почек. Древесина деревьев этого семейства широко используется в строительстве и для внутреннего использования, такого как декоративное украшение; дерево из видов Protea, Leucadendron и Grevillea особенно популярно. Многие виды используются в садоводстве, особенно роды Banksia, Embothrium, Grevillea и Telopea. Это использование привело к появлению экзотических видов, которые стали инвазивными; в качестве примеров можно привести ивы (Hakea salicifolia) и шелковистую (Hakea sericea) в Португалии. Два вида макадамии выращиваются в коммерческих целях для получения съедобных орехов. Gevuina avellana (чилийский лесник) также выращивается для его съедобных орехов в Чили и Новой Зеландии, а также используется в фармацевтической промышленности за их влагозащитные свойства и в качестве ингредиента солнцезащитных кремов. Это самое холодостойкое дерево из всех семейств, выращивающих орехи. Он также выращивается на Британских островах и на тихоокеанском побережье Соединенных Штатов из-за его тропического внешнего вида и способности расти в более прохладном климате. Многие виды Proteaceae культивируются питомниками в качестве барьеров и для их выдающихся и отличительных цветов и листьев. Некоторые виды имеют важное значение для промышленности цветов, особенно некоторые виды банксии и протеи. Два вида рода макадамий выращиваются в коммерческих целях для съедобных орехов. Сахарные кустарники (Протеи), штифтовые кустарники (Leucospermum) и конусовые кустарники (Leucadendron), а также другие, такие как пагоды (Mimetes), аулакс и красные невесты (Serruria), составляют одну из трех основных групп растений финбоса, которая является частью Кабового цветочного королевства, самого маленького, но самого богатого по размеру растительного королевства и единственного королевства, содержащегося в одной стране. Другие основные группы растений финбоса - это эриковые и рестионачные. Таким образом, южноафриканские протеи широко культивируются из-за их многочисленных форм и необычных цветов. Они популярны в Южной Африке за свою красоту и их полезность в диких садах для привлечения птиц и полезных насекомых. Наиболее ценными видами декоративных растений являются деревья, растущие в южных широтах, поскольку они придают ландшафтам в умеренном климате тропический вид; Lomatia ferruginea (Fuinque), Lomatia hirsuta (Radal) были введены в Западной Европе и на западе Соединенных Штатов. Embothrium coccineum (чилийское огненное дерево или Нотро) высоко ценится на Британских островах за его темно-красные цветы и может быть найден на севере, как Фарерские острова на широте 62° северной широты. Среди банксий, многие из которых растут в умеренном и средиземноморском климате, подавляющее большинство - кустарники; лишь немногие - деревья, которые ценятся за свою высоту. Среди самых высоких видов: B. integrifolia с его подвидом B. integrifolia subsp. monticola, которая примечательна тем, что растения, образующие подвид, являются самыми высокими деревьями банксий и они более морозоустойчивы, чем другие банксии, B. seminuda, B. littoralis, B. serrata; среди тех, которые можно считать небольшими деревьями или крупными кустарниками: B. grandis, B. prionotes, B. marginata, B. coccinea и B. speciosa; все они высаживаются в парках и садах и даже вдоль дорог из-за их размера. Остальные виды этого рода, около 170 видов, являются кустарниками, хотя некоторые из них ценятся за их цветы. Другой вид, который культивируется в некоторых частях мира, хотя и меньше, - это Telopea speciosissima (Waratah), из гор Нового Южного Уэльса, Австралия. Некоторые виды, обитающие в умеренном климате, культивируются в Австралии из-за их привлекательного внешнего вида: Persoonia pinifolia (сосновый лиственный гейбунг) ценится за ярко-желтые цветы и виноградные плоды. Аденантос серицеус (волнистый куст) сажают из-за ег�...
Паразиты
Протеасеи особенно восприимчивы к некоторым паразитам, в частности к оомицету Phytophthora cinnamomi, который вызывает сильное гниение корней у растений, растущих в средиземноморском климате. Fusarium oxysporum вызывает болезнь, называемую фузариозом корней, которая вызывает пожелтение и увядание, с серьезным экологическим ущербом для лесных растений и экономическими потерями для растений коммерческого интереса. Другие распространенные инфекции вызваны видами ботриосферий, ризоктоний, армиллярий, ботритисов, калонектрий и других грибков.
Природоохранный статус
IUCN считает, что 47 видов Proteaceae находятся под угрозой, из которых один вид, Stenocarpus dumbeensis Guillaumin, 1935, из Новой Каледонии, считается вымершим. Виды этого семейства особенно подвержены разрушению или фрагментации их среды обитания, пожарам, паразитарным болезням, конкуренции со стороны ввезенных растений, деградации почвы и другим повреждениям, вызванным людьми и их домашними животными. На виды влияют и изменения климата.
Окаменелости
У Proteaceae есть богатая ископаемая информация, несмотря на присущие трудности в идентификации останков, которые не показывают диагностических характеристик. Обычно для идентификации используется комбинация брахических парацитарных стоматоз и необычных оснований трихомы или, в других случаях, необычная структура пыльцевых тетрад. Ксилокарион был идентифицирован как член семейства Proteaceae из-за сходства его плодов с существующим родом Eidothea. Окаменелости, относящиеся к этому семейству, были найдены на большинстве районов, которые сформировали суперконтинент Гондвана. Широкий спектр пыльцы, принадлежащей к этому семейству, датируемый верхним меловым периодом (Campanian Maastrichtian) с юго-востока Австралии и пыльцами среднего мелового периода (Cenomanian Turonian) из северной Африки и Перу, описанными как Triorites africaensis. Первые макроокаменелости появились двадцать миллионов лет спустя в палеоценовой Южной Америке и северо-востоке Австралии. Ископаемые останки некоторых районов, таких как Новая Зеландия и Тасмания, показывают большее биоразнообразие для Proteaceae, чем существует в настоящее время, что подтверждает тот факт, что распределение многих таксонов резко изменилось с течением времени, и что семья пережила общее снижение, включая высокий уровень вымирания в течение кайнозоя.