Семейство тыквенных: от огурца до чайота. Овощные культуры семейства тыквенные Какие растения относятся к тыквенным

К семейству относятся главным образом травянистые растения, реже - кустарники. Они распространены преимущественно в тропиках обоих полушарий. Тыквенные со съедобными плодами: арбузы, огурцы, дыни, тыквы - культивируются человеком очень широко. Арбуз является наиболее засухоустойчивым из всех тыквенных, и в нашей стране наилучшие сорта его разводятся на юге: в Поволжье, степных южных районах и в Средней Азии. Это и не удивительно, так как ближайший родич культурных арбузов - арбуз обыкновенный (Citrullus vulgaris) растет в африканских пустынях - Калахари и др. В сухих районах Ирана, Афганистана и Туркмении обитает еще один из видов арбуза - колоквинт (Citrullus colocynthis), горькие плоды которого имеют лекарственное значение.

Строение цветков и плодов у тыквенных мы изучим на нескольких примерах.

Огурец посевной (Cucumis sativus) (рис. 113, 1, 2, 3). Для занятий необходимы гербарные образцы растения в цветках, цветки и молодые (взятые тотчас же после отцветания) плодики, хранящиеся в спирте. Кроме обычного оборудования, здесь нужна еще и бритва. Исследуя гербарный образец, отметим следующее:

1) лежачие пятигранные стебли, которые в узлах часто дают придаточные корни и укореняются;

2) простые неветвистые усики, что является очень важным родовым признаком огурца и дыни в отличие от арбуза и тыквы, у которых усики ветвистые;

3) листья сердцевидные у основания, пятилопастные, причем в отличие от дыни лопасти листьев огурца острые;

4) стебли и черешки листьев, цветоножки и завязи цветков грубоволосистые;

5) цветки раздельнополые, тычиночные сидят пучками, а пестичные чаще одиночные в пазухах листьев.

Уложив пестичный цветок на столике лупы, рассмотрим его и, поставив ЮХокуляр, познакомимся с шипами, покрывающими поверхность завязи и плода-огурца.

Шипы эти оказываются видоизмененными волосками, у основания которых располагаются вздутые клетки, имеющие вид бородавочек. На вершине каждой из них имеется острие - крепкое, даже немного одревесневшее. Вот почему молодые огурцы часто бывают колючими. Если мы посмотрим волоски, покрывающие чашечку, то убедимся, что основные клетки их значительно тоньше, волоски многоклеточные и менее жесткие, чем на завязи.

Перейдем теперь к анализу околоцветника. Чашечка и венчик срослись между собою. Число чашелистиков и лопастей венчика равно пяти, цветки желтые. Чтобы рассмотреть внутреннее строение цветка, вскроем иглой его трубку и развернем ее. В центре женского цветка мы увидим короткий массивный столбик с таким же массивным трехлопастным рыльцем на вершине. Следует обратить внимание на то, что каждая лопасть рыльца двураздельна, в свою очередь, поэтому оно производит впечатление шестило-пастного. Рассматривая лопасти рыльца, заметим, какой огромной воспринимающей поверхностью оно обладает! Все шесть его массивных отростков покрыты густым слоем сосочков. У основания трубки венчика мы заметим белое массивное гофрированное кольцо - это нектарные чешуйки вместе с приросшим к ним недоразвитым андроцеем.

Последним этапом нашей работы с женским цветком будет анализ его завязи. Легче всего в ее строении разобраться на срезах молодых плодиков. Возьмем такой плодик и разрежем его поперек немного выше середины. Затем подровняем бритвой край нижней, половинки плодика и сделаем по возможности тонкий поперечный срез. Исследование будем вести в капельке воды при 20 X окуляре лупы.

При первом взгляде на срез нам покажется, что завязь трех-гнездная. Однако, рассмотрев ее внимательно, заметим, что каждое гнездо разделено еще пополам очень тонкой пленкой (обычна плохо заметной на срезах завязи цветка). Завязь оказывается шестигнездной, хотя часто эти вторичные перегородки бывают неполными. На диаграммах цветков тыквенных они обозначаются пунктиром. Рассмотрим семяносцы. Каждый из них вдается внутрь завязи и у наружной стенки ее раздваивается, концы его загибаются в сторону, и на них располагаются семяпочки. В результате каждый семяносец похож на зонтик в разрезе. Плод огурца ягодообразный, так называемая тыквина.

После только что выполненной работы анализ мужского цветка огурца уже не представит больших затруднений. Вскроем и развернем трубку его. Чашелистики и лопасти венчика здесь также в числе пяти, а опушение менее жесткое, чем цветка женского. Цветоложе блюдцевидное, на нем располагаются тычинки, часто сросшиеся пыльниками в общую головку. При развертывании цветка тычинки отделяются друг от друга и оказываются состоящими из трех групп: две большие и одна поменьше. Тычинок здесь всего пять, из них четыре срослись попарно, а одна - свободная.

Эту свободную тычинку мы и рассмотрим внимательнее. Тычиночная нить короткая, широкая, пыльники ее длинные; они w-образ-но изгибаются и укладываются на широком связнике. Связник на верхушке своей дает большой двураздельный вырост. Пыльники двугнездные и открываются продольной щелью, а у краев их, приросших к связнику, видна густая щеточка из волосков. Волоски эти клейкие, их выделения, пачкая насекомое, способствуют прилипанию пыльцы к его телу. В центре мужского цветка вокруг недоразвитого пестика имеются пять мозолистых утолщений, иногда значительно слившихся между собой, причем выпячиваются только три бугорка на кольцевом вздутом основании - это нектарники.

Родиной огурца и дыни является Индия.

Тыква (Cucurbita pepo). Огромные цветки тыквы изучать легко. Заготовлять их лучше в виде бутонов (мужских и женских). Цветки тыквы пазушные, одиночные. Исследуя их, отметим следующее:

1) В мужских цветках тычинки также срослись в группы: 2 + 2 + 1 (свободная). Однако это заметно только у основания их массивных нитей, где между ними имеются маленькие отверстия - окошечки, ведущие внутрь цветка. Верхняя же часть тычиночных нитей и все пыльники их срослись в одну большую колонку, испещренную на поверхности петлеобразно идущими пыльцевыми мешками.

Затем вскроем иглой тычиночную трубку и отогнем тычинки в сторону. На вершине цветоложа вокруг недоразвившегося пестика увидим нектарный валик, ход к которому для насекомых возможен только через окошечки, оставшиеся у основания тычиночной колонки. Процесс срастания тычинок у тыквы, следовательно, пошел дальше, чем мы видели это у огурца. Чтобы убедиться в том, что здесь срослись три группы тычинок, разрежем тычиночную трубку поперек, немного выше ее основания, и мы увидим, что трубка состоит как бы из трех пучков тычиночных нитей, приросших друг к другу.

2) Строение пестичного цветка такое же, как и у предыдущих видов.

С мужскими цветками тыквы хорошо также сравнить цветки арбуза, в которых можно встретить тычинки, находящиеся во всевозможных стадиях срастания между собой: 2 + 2 + 1; 2+1 + 1 + 1; 3 + 2. В женских цветках арбузов также часты рудименты тычинок, а в мужских цветках можно видеть недоразвитое и даже лопастное рыльце. Обоеполые цветки имеются у дыни. Мы можем поэтому сделать вывод, что у тыквенных раздельнополость - явление вторичное. Формулы цветков: мужского - К (5) C (5) А (2)+(2)+1 ; женского - К (5) С (5) G - (3) .

Изучив травянистые формы тыквенных, мы можем сделать вывод о том, что стебли у них лазающие или лежачие - плети, цепляющиеся с помощью усиков, вырастающих из пазух листьев (т. е. усики стеблевого происхождения). Характерной особенностью семейства является также господство раздельнополых цветков, причем тыквенные могут быть как однодомными, так и двудомными. Завязь всегда нижняя с боковыми постенными (париетальными) семяносцами. Пестик образован чаще всего тремя сросшимися плодолистиками.

Из плодовых овощных культур к семейству тыквенных (Cucurbitaceae ) относятся: огурец (Cucumis sativus L.), тыква крупноплодная (Cucurbita maxima Duch.), тыква твердокорая, или столовая (Cucurbita pepo L.), тыква мускатная (Cucurbita moschata Duch.), арбуз обыкновенный (Citrullus vulgaris Schrad.) и дыня (Cucumis melo L.). Все эти растения однолетние с раздельнополыми цветками. Среди тыквенных овощных растений по особенностям агротехники выделяют арбуз и дыню в обособленную группу бахчевых культур.

Огурец . Требовательное к теплу и влаге растение. Родина огурца - тропические районы Индии. Главный стебель (плеть) пятигранный, достигает длины от 0,5 до 2 и более метров. На плетях первого порядка обычно образуются тычиночные (мужские) цветки, на плетях второго и последующих порядков повышается процент пестичных (женских) цветков, которые дают плоды. Женские цветки зацветают через 2-5 дней после мужских. Мужские цветки размещаются в пазухах листьев по 5-7 штук, образуя соцветие - щиток, женские цветки в основном одиночные.

Плод огурца - ложная ягода (тыквина), имеющая от 3 до 5 семенных камер (рис. 13). Хорошо развивается огурец при температуре 20-25°. В пищу используют молодые, незрелые плоды, так называемые зеленцы, которые появляются через 8-12 дней после начала цветения (техническая спелость). Плод, в котором сформировались зрелые семена, называют семенником (биологическая спелость). От посева до начала плодоношения проходит 32-70 дней, плодоношение длится 30- 40 дней.

Корневая система состоит из главного корня и многочисленных боковых корней, располагающихся горизонтально в поверхностном слое почвы.

На стебле могут образовываться придаточные корни у листовых пазух. Стебли длинные, ветвящиеся, стелющиеся, с усиками. Листья черешковые, лопастно надрезанные или цельные (рис. 14).

Тыква . Родиной тыквы является Центральная и Южная Америка. В культуре тыква представлена тремя видами: крупноплодной, мускатной и твердокорой. По способу культуры, срокам поспевания и употреблению твердокорая тыква подразделяется на зимнюю бахчевую и летнюю овощную. Овощная тыква представлена следующими кустовыми формами: кабачок, патиссон, крукнек. Ботанические различия между тыквами весьма характерны и позволяют сравнительно легко определить отдельные виды и разновидности (рис.15). Тыква крупноплодная - травянистое растение с мощными плетями. Плети ползучие, длинные, округлые. Листья крупные, стоячие, длинночерешковые, черешки полые, сильно опушенные. Цветки раздельнополые. Плоды очень крупные, чаще одноцветные, гладкие или слаборебристые. Кора плодов мягкая, легко режется ножом. Мякоть довольно плотная, среднесахаристая. Тыква твердокорая(столовая) отличается сильной желобчатостью стебля и листовых черешков, а также изрезанностью листовых пластинок. Опушение плетей и листьев очень жесткое, грубое. Плоды средние по величине, твердокорые, с ярким рисунком. Мякоть плотная, сахаристая. Тыква мускатная отличается вытянутыми цилиндрическими плодами с перехватом посредине. Мякоть плода среднеплотная, хорошего вкуса. Этот вид теплолюбив, с длинным периодом вегетации. Рис. 15 - Виды и разновидности тыкв: 1 - крупноплодная; 2 - чалмовидная; 3 - мускатная; 4 - твердокорая (столовая); 5 - кабачок; 6 -патиссон; 7- крукнек. Кабачок сходен по своим признакам со столовой тыквой, отличаясь лишь кустовой формой растений, не образующих плетей, и удлиненными, цилиндрическими плодами белой, кремовой или зеленой окраски. В пищу употребляют зеленцы 8-12-дневного возраста длиной 20-25 см. В последние годы получил распространение новый интенсивный тип кабачка - цуккини. Его пищевая ценность обусловлена наличием в мякоти плода легкоусвояемых углеводов, каротина, витаминов С, В 1 , В 2 , PP. Среди овощных культур семейства тыквенных кабачок является самой холодостойкой культурой. Патиссон отличается от кабачка тарелочной, тарельчато-колокольчатой, округло-сплюснутой формой плода. Окраска плода белая, кремовая или светло-зеленая. Мякоть белая и более плотная, чем у кабачка. В пищу используют 2-5-дневную завязь диаметром до 8-10 см. Плоды употребляют в жареном и тушеном виде, их солят и маринуют. Крукнек отличается от других разновидностей формой плода - изогнутой в виде гусиной шеи (по-английски крукнек - кривая шейка). Стебель и черешки листьев граненые с жестким опушением. Плоды образуются преимущественно на главном стебле. Молодые недозрелые плоды жарят, маринуют, фаршируют, консервируют. Арбуз - однолетнее травянистое растение со стелющимися лиановидными побегами, исторически приспособившееся к засушливым и жарким степным районам. Родиной арбуза считают Южную Африку. Корень стержневой, сильно разветвленный, достигает глубины 3-5 м. Стебель - ползучая плеть с боковыми тонкими плетями второго и третьего порядков. Листья очередные, глубоко дваждырассеченные (что отличает арбуз от прочих тыквенных), с удлиненно-округлыми лопастями. Листья и стебли покрыты густым опушением и восковым налетом. Плод (многосемянная ложная ягода) крупный, чаще шаровидный, покрыт плотной оболочкой, поверхность которой отличается разнообразным темно-зеленым, зеленым или зелено-белым рисунком. Внутренность плода, наибольшая по объему, выполнена разросшимися сочными плацентами с прикрепленными к ним семенами. Сочная мякоть плода красного цвета, различной плотности.

Оборудование и материалы: гербарные образцы переступеня белого, огурца, дыни, арбуза, тыквы, огурца бешенного.

Паспорт семейства

Родов –90 (8), видов – 700 (9).

Цветки - *♂Са (5) Со (5) А (5-3) G 0 ; *♀Са (5) Со (5) А 0 G (5-3) .

Опыление – насекомыми.

Плоды – ценокарпий: толстостенная ягода или тыквина, реже коробочка, ягода, семена распространяются животными.

ЖФР – одно- и многолетние травы, лианы.

Распространение – тропические и субтропические области.

В естественной флоре умеренной полосы отсутствуют.

Культурные растения – Citrulus, Cucumis , Cucurbita , Luffa , Melo .

Задание

Проанализировать одно растение из тыквенных - переступень, огурец, дыню, арбуз, тыкву, бешенный огурец. Составить описание его, руководствуясь общей схемой.

Зарисовать побег, тычиночный и пестичный цветки, плод.

В качестве примера рассматривают тыкву обыкновенную (Cucurbita pepo ) (рис. 79), возделываемого в южных и умеренных областях России.

Растение однолетнее культивируемое травянистое. Стебли угловато-ребристые или остро-гранистые, стелющиеся или лазающие с помощью простых спирально закручивающихся усиков. Стебли достигают длины до 10 м и более. Листья расположены поочередно, с утолщенными черешками, простые, пятилопастные с острыми лопастями. Стебли и листья покрыты жесткими волосками (шипиками).

Цветки раздельнополые, актиноморфные, одиночные, крупные. Тычиночные цветки часто собраны в пучки, расположенные на коротких цветоносах в пазухах листьев. Растение однодомное. Околоцветник двойной. Зеленая пятизубчатая чашечка срастается в основании с пятилопастным колесовидным венчиком. Доли венчика заостренные, прямосточие. Андроцей в мужских цветках состоит из 5 тычинок, прикрепленных к гипантию, 4 из них срастаются попарно нитями (рис. 74, 6). В женских цветках гинецей ценокарпный, образован тремя сросшимися плодолистиками. Пестик с мохнатой трехгнездной нижней завязью, коротким, сросшимся столбиком и тремя толстыми рыльцами. Формула тычиночного цветка – *♂Ca (5) Co (5) A (2)+(2)+1 G 0 ; пестичного – *♀Ca (5) Co (5) A 0 G (3) . Плоды – крупные тыквины, 15 – 40 см в диаметре, разнообразные по форме и окраске. Семена светло-желтые, с довольно крупными мясистыми семядолями.

Рис. 79. Тыква обыкновенная:

1 – часть цветущего побега; 2 – диаграмма женского цветка; 3 – женский цветок; 4 – пестик; 5 – мужской цветок в разрезе; 6 – андроцей; 7 – диаграмма мужского цветка

Зрелые, очищенные от остатков мякоти околоплодника и высушенные семена культивируемых однолетних растений тыквы обыкновенной, т. крупной (C . maxima ), т. мускатной (C . moschata ) используют в качестве лекарственного средства и лекарственного сырья.

Тыква крупная имеет цилиндрические мягко опушенные стебли. Листья пятилопастные, почковидные, с тупыми округлыми лопастями, жестковолосистые. Доли венчика закругленные. Плоды сплюснуто-шаровидные. Семена крупные белые или желтоватые.

У тыквы мускатной стебли тупогранистые, мягко опушенные, листья 5 – 7-лопастные, округло-почковидные, с острыми лопастями. Доли венчика заостренные, отогнутые. Плоды удлиненные с перехватом посередине, разнообразные по окраске. Семена грязно-белые.