9.3: משפחות אנגיוספרמים
- Page ID
- 208533
משפחות הן קבוצות גדולות בתוך ממלכת Plantae (צמחים) החולקות מאפיינים מסוימים ויש להן אב קדמון משותף. במקור, משפחות אלה הוגדרו על סמך המאפיינים המורפולוגיים שלהן (צורה). כיום, אנו מסוגלים להשתמש במקורות נתונים נוספים, כמו חומצה deoxyribonucleic (DNA) כדי לקבץ צמחים למשפחות ולשחזר בצורה מדויקת יותר את היחסים האבולוציוניים של צמחים. המאפיינים הגלויים של צמחים (מורפולוגיה) עדיין שימושיים מאוד לזיהוי צמחים ויכולים להיות להם שימושים מעשיים. לדוגמה, מחלות מסוימות עשויות להשפיע על בני משפחה ספציפית, ידוע כי משפחות מסוימות מייצרות תרכובות רעילות, או שלמשפחות מסוימות עשויות להיות דרישות נביטה ספציפיות, כמו המקרה של Orchidaceae. ככל שלומדים יותר על משפחות צמחים ומאפייניהם, כך קל יותר לזהות צמחים. אתה מתחיל לשים לב שלצמח שאתה מכיר עשוי להיות מאפיינים דומים לצמחים אחרים.
כאן נסקור רק כמה דוגמאות למשפחות צמחים בקבוצות המונוקוט והאודיקוט (איור). \(\PageIndex{1}\) משפחות אלה נבחרו בשל מגוון המינים שלהן, חשיבותן התרבותית, האקולוגית והכלכלית. כמובן שאנו ממליצים לך ללמוד על משפחות צמחים אחרות; אלה המפורטים כאן הם רק כדי להתחיל.
דוגמאות למשפחות מונוקוט
סחלבים
הסחלבים היא משפחת הצמחים הגדולה ביותר עם כ -28,000 מינים (כריסטנהוז ובינג, 2016). כל המינים הם עשבי תיבול, אך הם יכולים להיות יבשתיים או אפיפטיים. מיני סחלבים יבשתיים באזורים ממוזגים מבלים חלק ממחזור חייהם מתחת לאדמה ובתקופה מסוימת של השנה העלים עשויים לצמוח מעל פני האדמה והם עלולים לפרוח וליצור פירות. המחזור עשוי להימשך כשהצמח מפיל את העלים שלו ונרדם לתקופה של השנה. באזורים הטרופיים, מינים יבשתיים עשויים לגדול כל השנה. מיני סחלבים אפיפטיים נמצאים בסביבות טרופיות וסובטרופיות. הם משתמשים בעצים לתמיכה מבלי לפגוע בהם. זוהי אסטרטגיה חשובה כאשר גדלים ביער מכיוון שמעט אור שמש מגיע לקרקעית היער. צמחים אלה יכולים לגדול גבוה בחופת העצים, שם הם נהנים מיותר אור שמש וגישה למאביקים.
מיני סחלבים מגוונים מאוד ומציגים צורות וצבעים שונים של פרחים. חוקרים מייחסים את מגוון המינים ב-Orchidaceae לאבולוציה משותפת עם מאביקים ופטריות. מינים מסוימים של סחלבים מציעים צוף כפרס, בעוד שאחרים מחקים צורת חרקים או פרומונים שמרמים חרקים להאמין שהפרחים הם בן זוגם להזדווגות. מינים רבים במשפחה זו מסתמכים על בעלי חיים ספציפיים להאבקה. לדוגמה, וניל (Vanilla planifolia), שמקורו במקסיקו, מואבק על ידי מין דבורים מקומי. כאשר הצמח גדל מחוץ לטווח הטבעי שלו, כמו בהוואי, נדרשת האבקה ידנית לצמחים כדי לייצר כמוסות פרי (איור\(\PageIndex{2}\)). פרי הווניל הוא החלק של הצמח המשמש לייצור תמצית וניל.
להוואי יש שלושה מיני סחלבים מקומיים, כולם נמצאים בגבהים גבוהים. כולם יבשתיים וככל הנראה הגיעו לכאן בזרמי אוויר. סחלבים שאינם מקומיים פופולריים מאוד בהוואי ומגדלים רבים מתמקדים בהפצת כלאיים לשוק הגננות.
מאפיינים נפוצים
הֶרגֵל: עשבי תיבול אפיפטיים או יבשתיים.
פרח: במקום שיהיו עלי כותרת ועלי גביע, לסחלבים יש שישה גבעולים כולל שפה שונה. האנתרים מקובצים למבנה הנקרא פוליניה.
פירות וזרעים: הפרי הוא כמוסה. זרעים קטנים מאוד ואין להם עתודות מזון. במקום זאת, הם מסתמכים על פטריות כדי לנבוט (אסוציאציה מיקוריזלית). כאשר הזרע מתפזר מהקפסולה, הוא צריך לנחות במקום עם פטרייה ספציפית. לאחר מכן פטרייה זו מחדירה את התפטיר שלה לזרע ומספקת לו חומרים מזינים. הזרע תלוי לחלוטין בפטרייה עד שהוא מסוגל לבצע פוטוסינתזה. איור 9 מציג זרעי סחלבים הנובטים בשיתוף עם מיקוריזה.
עלים: עלים הם לרוב פשוטים עם ורידים מקבילים (כלומר מאפייני עלים מונוקוטיים אופייניים).
גבעולים: לכל המינים יש גבעולים עשבוניים. גבעולים יכולים להיות מונופודיאליים (לצמוח מצילום בודד כמו בווניל; איור\(\PageIndex{2}\)) או סימפודיאלי (לצמוח מזריקות חדשות היוצאות מבסיס קנה שורש). למינים רבים יש גזע מיוחד הנקרא pseudobulb שיכול לאגור מים וחומרי הזנה.
אחר: לסחלבים אפיפטיים יש ולמן (אפידרמיס מיוחד) על שורשיהם המגן על השורשים החשופים מפני נזקי אור אולטרה סגול, תוך שהוא מאפשר לשורש לספוג חומרים מזינים ומים ישירות מהסביבה הסובבת.
פואצ'ים
ה- Poaceae היא משפחת הצמחים החמישית בגודלה עם 12,000 מינים (Christenhusz and Byng, 2016), וכוללת כמה מינים חשובים מאוד למאכל אדם: תירס, אורז, חיטה, שעורה ודוחן, כמו גם למזון לבעלי חיים (תירס), חומרי בנייה (במבוק ועשבים לטאטש) ודלקים ביולוגיים (אתנול העשוי מתירס וקנה סוכר). כמה מינים של עשבים בויתו לפני אלפי שנים וכיום הם ידועים כגידולי דגנים. לדוגמה, תירס היה מבוית במרכז מקסיקו לפני כ -10,000 שנה (Tian et al., 2020). האב הקדמון של התירס (קרוב משפחה פראי) הוא teosinte, דשא גדול. מאז הביות שלו, התירס נלקח בכל רחבי העולם וכיום הוא אחד הגידולים החשובים בעולם.
עשבים חשובים מאוד לאקולוגיה של בתי גידול טבעיים. ניתן למצוא שטחי עשב בכל רחבי העולם, המקיימים קורי מזון מגוונים, כמו בסוואנות האפריקאיות. עשבים הם גם מרכיבים חשובים ביערות, טונדרות, ביצות ואפילו בבתי גידול ימיים. לדוגמה, עשבים ימיים מספקים מזון ובית גידול לאורגניזמים כמו פרת הים בפלורידה, תוך שהם מספקים שטחי משתלה לצעירים מבין מיני דגים רבים.
הפולינזים הציגו במבוק (ohe; Schizostachyum glaucifolium) להוואי, והוא שימש לייצור כלי נגינה (למשל חלילי אף). הם הציגו גם קנה סוכר (kō, Saccharum spp.). דשא פילי (Heteropogon contortus), שהוא זן דשא מקומי ומרכיב חשוב באזורים יבשים, שימש לסכך גגות. הסביבה של הוואי לא התפתחה עם אוכלי עשב גדולים כמו בקר, עזים או צבאים, ולכן עשבים מקומיים הושפעו קשות מהכנסת אוכלי עשב גדולים אלה, כמו גם מהכנסת עשבים לא מקומיים שהפכו לפולשניים. עשבים מקומיים עדיין חשובים בסביבות המקומיות, בהיותם חלק מהקרקעית וחיוניים לבקרת שחיקת החוף. לדוגמה, עשב אקיאקי (Sporobolus virginicus) הוא זן דשא מקומי הממלא תפקיד חשוב בהפחתת שחיקת סביבות החוף בהוואי.
מאפיינים נפוצים
הרגל: עשבי תיבול.
פרחים: קטנים ובדרך כלל מאובקים ברוח. פרחים נוצרים לכדי דביבון המורכב מחלקים רבים ושונים (גלומה ולמה).
פירות וזרעים: הפרי הוא קריופסיס (איור\(\PageIndex{4}\)) ולזרע יש קוטלידון אחד כמו במונוקוטים אחרים.
עלים: העלים הם בדרך כלל חלופיים ויש להם ורידים מקבילים. בסיס העלה סוגר את גזע הצמח ויוצר "מעטפת עלים" ואילו החלק העליון של העלה (הלהב) מנותק לגבעול (איור). \(\PageIndex{3}\)
גבעולים: הגבעולים חלולים למעט בצמתים.
ארקיאה
למשפחת ה-Arcaceae או הדקלים יש 2,600 מינים (כריסטנהוז ובינג, 2016). משפחה זו ידועה במינים דמויי העץ שלה (עצי דקל) המאכלסים אזורים טרופיים וסובטרופיים. למרות שכפות הידיים הן חד-צמיתות, שאינן מפתחות עץ, הגבעולים של מינים אלה חזקים ביותר. הם משמשים לייצור רהיטים וכלי נגינה. המינים משמשים גם למאכל (למשל קוקוס, סוכר דקלים ולב כף היד), סכך, כמו גם עבודות יד כמו סלים וכובעים. למיני דקלים רבים יש פירות אכילים הנצרכים במקומות שונים. לדוגמה, תמרים (Phoenix dactylifera) גדלים באזורים יבשים והם חלק מהמטבח במזרח התיכון, צפון אפריקה וחלקים מסוימים של אסיה. דקל Açaí (Euterpe oleracea) מעובד באמזונס ופירותיו משמשים להכנת ארוחות מזינות ומלוחות מאוד. זה היה חלק עיקרי בתזונה של תושבים מקומיים במשך מאות שנים. לאחרונה, açaí הפך לטרנד מזון בריאות ברחבי העולם וכעת הוא נאכל כפינוק מתוק.
בהוואי יש מגוון מדהים של דקלים מקומיים, עם 22 מינים אנדמיים של לולו (Pritchardia spp.; איור). \(\PageIndex{5}\) רוב המינים הם ילידי איים ספציפיים או אפילו רכסי הרים ספציפיים באי. העלים הגדולים של מינים אלה שימשו לסכך גגות וליצור סלים ופריטים אחרים. הגזעים שימשו לבנייה. הפרי הבוסר (דרופה) שימש כמזון (Hodel, 2012). מיני לולו רבים מאוימים כיום או רשומים בסכנת הכחדה עקב נזק מבעלי חיים פולשים, כגון חזירים וחולדות. חולדות אוכלות את הפירות, ומשפיעות על יכולת ההתחדשות של האוכלוסייה. באזורים מסוימים ניתן למצוא עצים ישנים, אך ללא צמחים צעירים או שתילים. זה קורה כאשר חולדות מסירות את כל הזרעים הקיימים, מה שלא מאפשר לשתילים חדשים להתבסס. בסופו של דבר העצים הישנים מתים והאוכלוסייה נעלמת מהטבע. חזירים פוגעים גם במערכות הקליפה והשורשים, ומשפיעים לרעה על צמחים מבוגרים באוכלוסיות.
דקל הקוקוס (Cocos nucifera) חשוב מאוד בתרבויות רבות. הפרי יכול לשמש כמזון ולחלב קוקוס, הסיבים יכולים לשמש לחבלים, והעלים לעבודות יד. השמן חשוב לתרבויות אפריקאיות רבות (כולל הפזורה ביבשת אמריקה) ובאי האוקיאנוס השקט. לאחרונה החל להשתמש בשמן קוקוס ברחבי העולם בשל יתרונותיו התזונתיים. פולינזים הציגו קוקוס (niu) להוואי וצמח זה שימש למטרות שתוארו לעיל. צמח זה נחשב לאחד הצמחים המגוונים ביותר, שכן לכל חלק בצמח יש שימוש (איור\(\PageIndex{6}\)).
מאפיינים נפוצים
הֶרגֵל: ליאנות (מטפסים) ודמויי עץ (דקלים).
פרחים: קטנים וסימטריים עם שלושה עלי כותרת ושלושה גביעים. הפרחים מסודרים בתפרחת (מקבץ פרחים שמקורו בענף ראשי).
פירות וזרעים: דרופ עם זרע בודד בפנים (לפעמים שניים).
עלים: העלים גדולים ומורכבים בכף היד או מורכבים.
גבעולים: לרוב המינים הנפוצים יש גזע דומיננטי יחיד שאינו מסתעף. אם כי מינים מסוימים גדלים באשכולות. כמו במונוקוטים אחרים, הגבעולים אינם מייצרים עץ (גידול משני).
דוגמאות למשפחות אודיקוט
פביאסי
ה- Fabaceae, המכונה גם משפחת השעועית או הקטניות, הוא משפחת צמחים חשובה מאוד עם כ -19,500 מינים. רבים מבני משפחה זו מסוגלים לגדול בקרקעות עם רמות תזונה נמוכות מכיוון שהם מסוגלים ליצור גושי שורש ולהכיל חיידקים מקבעים חנקן, מה שהופך אותם לגידול חשוב באזורים עם אדמה דלה. Fabaceae ידועים גם בכך שהם עשירים מאוד בחלבון, מה שהופך אותו למזון עיקרי בדיאטות רבות. צמחים במשפחה זו חשובים למזון אנושי (שעועית, עדשים, אפונה, שעועית, פולי סויה), מספוא בקר (למשל Leucaena), וכגידולי כיסוי (מינים הנטועים כדי לשפר את בריאות הקרקע בחווה). כמה מינים במשפחה זו ידועים ביערות הקשים שלהם, מה שהופך אותם לחשובים כמקור לעץ.
ישנם מספר מינים מקומיים במשפחה זו בהוואי (איור\(\PageIndex{7}\)). אלה כוללים קואה (שיטה קואה; איור\(\PageIndex{8}\)), וויליווילי (אריתרינה סנדוויצ'נסיס) ומאמאן (סופורה כריסופילה; איור). \(\PageIndex{7}\) העץ של קואה מוערך מאוד והוא משמש לייצור רהיטים, תכשיטים ואמנות. העץ של מאמאן שימש לעמודי בית, גדרות ומקלות חפירה (O), והזרע משמש לייצור ליי (איור). \(\PageIndex{9}\) במאונה קיאה, ציפור הפלילה (Loxioides balleui) תלויה בזרעי צמח זה כמקור מזון, ובצמחים כבית גידול לקינון וללינה. בימי קדם, ילידי הוואי השתמשו בוויליווילי לייצור לוחות גלישה מכיוון שהעץ צף. הזרעים הצבעוניים להפליא משמשים לייצור ליי (איור\(\PageIndex{10}\)).
מאפיינים נפוצים
הֶרגֵל: עשבי תיבול, שיחים, עצים, גפנים וליאנות.
פרח: פרחים מגוונים מאוד, משתנים בין שש תת-המשפחות במשפחה זו. ניתן לראות שלושה מסוגי הפרחים הנפוצים ביותר באיור 14. פרחים בצורת אפונה נמצאים בתת-המשפחה Faboideae. פרחים עם אבקנים מרובים ועלי כותרת קטנים מאוד (כמו בתרמיל קופים; איור 14) ניתן למצוא בתת-משפחת Caesalpinioideae. מרחוק הם עשויים להיראות כמו כדורי נשיפה. פרחי עץ הסחלבים (Bauhinia variegata) גדולים וצבעוניים עם חמישה עלי כותרת ונמצאים בתת-משפחת Cercicoideae.
פירות וזרעים: רוב הפירות הם קטניות או לומנטים. הזרע דמוי שעועית.
עלים: חלופי ושלם. מתחם.
גבעולים: גבעולים יכולים להיות עשבוניים או עציים.
אחר: גושים על שורשים מכילים חיידקים מקבעים חנקן.
סולניים
הסולניים ידועים גם כמשפחת צלליות הלילה ויש בה כ -2,600 מינים (כריסטנהוז ובינג, 2016). מינים רבים רעילים, בעוד שלאחרים יש שימושים רפואיים ונוי. לדוגמה, בלדונה/צל לילה קטלני (Atropa belladonna) רעיל מאוד וגורם להזיות אם נבלע, מכיוון שהוא מכיל מספר אלקלואידים. צמח נוי שנראה בדרך כלל בהוואי והוא רעיל ביותר הוא חצוצרות המלאך (Brugmansia sp. ). צמח זה משמש כמשקה פסיכואקטיבי בטקסים בתרבויות מסוימות בדרום אמריקה וגורם להזיות. הוא הוצג להוואי בשנות ה-1800 מדרום אמריקה וניתן לראות אותו גדל בגנים. טבק (ניקוטיאנה sp.) הוא גם במשפחה זו. זה יכול להיות ממכר מאוד מכיוון שהוא מכיל את הניקוטין האלקלואידי, שהוא ממריץ.
ישנם צמחים רבים במשפחה זו שאינם רעילים. לדוגמה, מיני יבולים רבים כגון פקעות תפוחי אדמה, עגבניות, פלפלים וחצילים משמשים במטבחים בכל רחבי העולם. תפוחי אדמה, עגבניות ופלפלים הם במקור מאמריקה, שם הם בויתו לראשונה, והוצגו לשאר העולם לאחר מגע אירופי (איור\(\PageIndex{11}\)). עגבניות, למשל, בויתו לראשונה במקסיקו והוכנסו לאירופה לאחר שהספרדים התיישבו ביבשת אמריקה במאה ה -16. עכשיו זה מרכיב איקוני של כמה מאכלים אירופיים. קשה לדמיין אוכל איטלקי ללא העגבנייה, או אפילו הפלפלים, אך רק לאחר שהאירופאים החזירו את הגידולים האלה מאמריקה הם הוצגו לאיטליה. אותו דבר נכון לגבי פלפלים בכל מקום באסיה. לאוכל התאילנדי לא היו צ'ילי חם עד שהוצגו מאמריקה.
מאפיינים נפוצים
הֶרגֵל: עשבי תיבול, שיחים, עצים וגפנים.
פרחים: לפרחים חמישה עלי כותרת וחמישה עלי גביע. האבקנים מופיעים גם בכפולות של חמישה ויכולים להתמזג יחד סביב האקדח ויוצרים עמודה (איור \(\PageIndex{11}\) A).
פירות וזרעים: פירות הם פירות יער או כמוסות.
עלים: לעתים קרובות יש קוצים.
גבעולים: הגבעולים מגוונים מאוד במשפחה זו בשל הרגלי הגדילה השונים.
אחר: מינים רבים רעילים ורבים הם גידולים מבויתים אכילים (למשל עגבנייה, פלפל, חצילים ותפוחי אדמה).
כוכבי לכת
ל- Asteraceae, המכונה גם משפחת החמניות, יש 24,700 מינים (כריסטנהוז ובינג, 2016). מינים במשפחה זו יכולים לגדול במגוון רחב של סביבות, אך הם מופיעים לרוב באזורים יבשים ובמדבריות, כולל אזורי גובה גבוהים. בהוואי, למשל, ahinahina או מילת כסף (תת-סנדוויצ'נס ארגירוקסיפיום. מקרוצפלום) גדל בסמוך לפסגת Haleakalā בגובה של כ -3,000 מטר (10,000 רגל). לצמח עלים עם שערות פרוותיות (טריכומות) להגנה על הצמח מפני שמש ורוח (איור\(\PageIndex{12}\)).
למשפחה זו מינים רבים וחשובים מבחינה כלכלית המשמשים לייצור שמן (למשל חמניות), תה ותרופות (למשל קמומיל, אכינצאה). מספר מינים משמשים למאכל: חסה (לקטוקה סאטיבה), ארטישוק (Cynara cardunculus var. סקולימוס), וחמנית (הליאנטוס אנואוס). ישנם מינים וזנים נוי רבים במשפחה זו, כולל ציפורני חתול (Tagetes spp.), חרצית (חרצית spp.), זיניה (זיניה spp.) ודליה (דליה spp.), החשובים מאוד לתעשיית הגננות.
Asteraceae יש פרחים אופייניים מאוד. הם מקובצים לאשכולות הנקראים ראשים או קפיטולום, המורכבים מעשרות ולפעמים מאות פרחים קטנים בודדים (איור\(\PageIndex{13}\)). ישנם שני סוגים עיקריים של פרחים המרכיבים את הראש. פרחי ריי נמצאים בחלק החיצוני של הראשים עם עלי הכותרת מבחוץ. פרחי דיסק, לעומת זאת, נמצאים בחלק הפנימי של הראש. סביר להניח שסידור זה התפתח כדי למשוך מאביקים.
מאפיינים נפוצים
הֶרגֵל: בעיקר עשבי תיבול, אך גם שיחים ועצים.
פרח: התפרחות (אשכול הפרחים) ראוותניות והפרחים רבים וארוזים בראשים. פרח בודד יכול להתחלק לאחד משלושה סוגים שונים: פרחי דיסק, פרחי קרניים ופרחי ליגולציה (איור). \(\PageIndex{13}\)
פירות וזרעים: אקנה.
עלים: ניתן לסדר עלים בצורה שונה על הגבעולים בהתאם למין (הפוך, חלופי או מסובב).
גבעולים: הגבעולים הם לרוב עשבוניים.
הדסיים
למשפחה זו יש מינים אכילים חשובים רבים בהוואי כגון גויאבה, גויאבה תותים ותפוח הר/' ohi'a 'ai (איור). \(\PageIndex{14}\) כיום, 5,950 מינים קיימים ברחבי העולם במשפחה זו. ניתן להפחית את עלי הכותרת על הפרחים ואת האבקנים רבים, ומעניקים לפרח מראה פלאפי (איור\(\PageIndex{14}\)). מינים מסוימים במשפחה הם מקורות חשובים לעץ (למשל אקליפטוס spp.). מינים מסוימים במשפחה זו מייצרים שמנים אתרים (למשל פלפל אנגלי; Pimenta dioica). אחד ממיני היער המקומיים החשובים ביותר בהוואי הוא Ōhiʻa, Metrosideros polymorpha, השייך למשפחה זו (איור D). \(\PageIndex{14}\) ציפורים מקומיות תלויות בפרחים שלהן לצורך צוף, הן ממלאות תפקיד חשוב כיערות פרשת מים, והן חשובות מאוד מבחינה תרבותית.
מאפיינים נפוצים
הֶרגֵל: עצים ושיחים עציים.
פרחים: לפרחים יש חמישה עלי כותרת אך לעתים קרובות הם מצטמצמים, עם אבקנים צבעוניים רבים (איור \(\PageIndex{14}\) D).
פירות וזרעים: פירות הם כמוסות או פירות יער.
עלים: שמנים אתריים קיימים בעלים של מינים מסוימים.
גבעולים: הגבעולים הם עציים.