Орхидные

Орхидные (лат. Orchidaceae), также называемые орхидеями, или ятрышниковыми, — это одно из крупнейших семейств однодольных растений, относящееся к порядку Спаржецветные (Asparagales). Орхидные представляют собой высокоспециализированную группу многолетних травянистых растений, реже — лиан или эпифитов, распространённых по всему земному шару, за исключением полярных и пустынных регионов. Семейство насчитывает от 25 до 30 тысяч видов, что делает его одним из самых разнообразных среди цветковых растений. Орхидные известны сложным строением цветка, приспособленным к опылению определёнными насекомыми, а также наличием микоризных связей с грибами на всех этапах жизненного цикла.

История изучения

Первые ботанические описания орхидных относятся к античности. Древнегреческий философ Теофраст в IV веке до н. э. упомянул растение, которое назвал «орхис» (др.-греч. ὄρχις — «яичко»), из-за формы подземных клубней. В I веке н. э. римский врач Диоскорид в труде «О лекарственных средствах» описал несколько видов, используемых в медицине.

Систематическое изучение семейства началось в XVIII веке. Карл Линней в работе «Species Plantarum» (1753) описал около 70 видов орхидей, отнеся их к роду Orchis. Однако настоящий прорыв произошёл в XIX веке, когда британский ботаник Джон Линдли разработал первую классификацию семейства, а Чарльз Дарвин в книге «О приспособлениях орхидных к оплодотворению насекомыми» (1862) подробно описал механизмы опыления. В XX веке с развитием молекулярной филогенетики система семейства была многократно пересмотрена, и в настоящее время выделяют пять подсемейств.

Морфология

Корневая система

У большинства орхидных корневая система представлена придаточными корнями, часто покрытыми веламеном — многослойной губчатой тканью, способной впитывать и удерживать влагу. У наземных видов (например, ятрышник, любка) развиты подземные клубни или корневища, служащие запасающими органами. У эпифитных орхидей (фаленопсис, дендробиум) корни выполняют также функцию прикрепления к субстрату.

Стебель

Стебли орхидных могут быть прямостоячими, ползучими или укороченными. У многих эпифитных видов стебли утолщены и образуют псевдобульбы — запасающие органы, характерные для родов каттлея, онцидиум и других. У некоторых видов (например, ваниль) стебли одревесневают и достигают длины нескольких метров.

Листья

Листья простые, цельнокрайние, с параллельным или дуговидным жилкованием. Форма и размер варьируют от мелких чешуевидных до крупных (до 1 метра у некоторых видов). У многих тропических эпифитов листья мясистые, кожистые, приспособленные к засухе. У наземных видов листья часто собраны в прикорневую розетку.

Цветок

Цветок орхидных — один из наиболее сложных в растительном мире. Он зигоморфный (двусторонне-симметричный), состоит из трёх чашелистиков (сепалий) и трёх лепестков (петалий). Средний лепесток, называемый губой (лабеллум), сильно видоизменён: он часто крупнее остальных, имеет яркую окраску, выросты или шпорцы, служащие для привлечения опылителей. Тычинки и пестик срастаются в колонку (гиностемий) — центральную структуру, несущую пыльники и рыльце. Пыльца собрана в поллинии — компактные массы, переносимые насекомыми целиком.

Размеры цветков варьируют от 1–2 мм (у некоторых видов рода Platystele) до 30–40 см в диаметре (у пафиопедилюма). Окраска включает практически все цвета спектра, включая чёрный и зелёный, часто с пятнами, полосами или мраморным рисунком.

Плод и семена

Плод — коробочка, раскрывающаяся тремя или шестью створками. Семена чрезвычайно мелкие (0,05–0,3 мм), пылевидные, лишённые эндосперма. Для прорастания они требуют заражения определёнными видами грибов (микориза), которые обеспечивают проросток питательными веществами. В одной коробочке может содержаться от нескольких тысяч до нескольких миллионов семян.

Классификация

Современная система семейства основана на молекулярно-филогенетических исследованиях и включает пять подсемейств:

• Апостасиевые (Apostasioideae) — наиболее примитивная группа, включающая два рода (Apostasia и Neuwiedia) с 10–15 видами, распространёнными в Юго-Восточной Азии и Австралии.
• Циприпедиевые (Cypripedioideae) — подсемейство, включающее роды венерин башмачок (Cypripedium), пафиопедилюм (Paphiopedilum) и другие. Характеризуются мешковидной губой и двумя фертильными тычинками.
• Эпидендровые (Epidendroideae) — крупнейшее подсемейство (около 80 % видов), включающее большинство эпифитных орхидей: фаленопсис, дендробиум, каттлея, онцидиум и другие.
• Орхидные (Orchidoideae) — наземные орхидеи умеренных и тропических регионов, включая роды ятрышник (Orchis), любка (Platanthera), анакамптис (Anacamptis).
• Ванильные (Vanilloideae) — небольшое подсемейство, включающее род ваниль (Vanilla) и близкие таксоны.

Распространение и экология

Орхидные встречаются на всех континентах, кроме Антарктиды. Наибольшее видовое разнообразие наблюдается в тропических и субтропических регионах, особенно в Юго-Восточной Азии, Центральной и Южной Америке, а также на островах Малайского архипелага. В умеренных широтах, включая территорию России, произрастает около 130 видов, преимущественно из подсемейства Орхидные (ятрышник, любка, дремлик, венерин башмачок).

Большинство видов — эпифиты, обитающие на стволах и ветвях деревьев. Наземные формы характерны для умеренных и субтропических зон. Некоторые виды (например, ваниль) являются лианами. Орхидные образуют микоризу с грибами из отделов Basidiomycota и Ascomycota; без этого симбиоза прорастание семян невозможно.

Применение

Декоративное садоводство

Орхидные — одна из важнейших групп декоративных растений. В комнатной культуре наиболее популярны фаленопсис, дендробиум, каттлея, онцидиум и пафиопедилюм. В оранжереях и ботанических садах выращивают тысячи гибридных сортов, отличающихся окраской, формой и размером цветков. Промышленное разведение орхидей (в основном фаленопсисов) налажено в Нидерландах, Таиланде, Сингапуре и других странах.

Пищевая промышленность

Единственный вид, имеющий коммерческое значение в пищевой отрасли, — ваниль плосколистная (Vanilla planifolia). Её ферментированные плоды (стручки) используются как пряность (ваниль) и для производства ванилина. Основные производители — Мадагаскар, Индонезия, Мексика.

Медицина и традиционные практики

В традиционной медицине Китая, Индии и Европы клубни некоторых видов (например, ятрышника) использовались как обволакивающее и тонизирующее средство. В современной фармакологии экстракты орхидей применяются ограниченно, однако некоторые алкалоиды (например, из дендробиума) изучаются на предмет нейропротекторных свойств.

Охрана

Многие виды орхидных находятся под угрозой исчезновения из-за вырубки тропических лесов, сбора для декоративных целей и изменения климата. Все виды семейства включены в Приложение II Конвенции СИТЕС, регулирующей международную торговлю дикими растениями. В Красной книге России числится 35 видов орхидных, включая венерин башмачок настоящий (Cypripedium calceolus) и ятрышник шлемоносный (Orchis militaris). Для сохранения видов создаются ботанические сады, банки семян и программы разведения в неволе.

Интересные факты

• Самая маленькая орхидея — Platystele jungermannioides (высота до 1 см, цветки около 1 мм), самая крупная — Grammatophyllum speciosum (стебель до 7 м, соцветие до 3 м).
• Некоторые виды (например, Ophrys insectifera) имитируют внешний вид и запах самок насекомых, привлекая самцов для опыления.
• Орхидея ваниль была одомашнена ацтеками, которые использовали её для ароматизации напитка шоколада.
• В дикой природе орхидеи могут жить до 50–100 лет, а в культуре — до 20–30 лет при правильном уходе.

Источники

• Ботаника: учебник для вузов / под ред. А. К. Тимонина. — М.: Академия, 2007.
• Жизнь растений. Т. 6. Цветковые растения / под ред. А. Л. Тахтаджяна. — М.: Просвещение, 1982.
• Дарвин Ч. О приспособлениях орхидных к оплодотворению насекомыми. — М.: Изд-во АН СССР, 1950.
• Красная книга Российской Федерации (растения и грибы). — М.: Товарищество научных изданий КМК, 2008.
• Pridgeon A. M. et al. Genera Orchidacearum. — Oxford University Press, 1999–2014. — Vol. 1–6.