Lemnoideae

редактировать

Lemnoideae
Duckweeds.jpg
Крупный план двух разных видов ряски: Spirodela polyrrhiza и Wolffia globosa : длина последних менее 2 мм.
Научная классификация e
Домен:Eukaryota
Царство:Plantae
Clade:Tracheophytes
Clade:Покрытосеменные
Clade:Однодольные
Порядок:Alismatales
Семейство:Araceae
Подсемейство:Lemnoideae
Род
Синонимы

Lemnaceae

Lemnoideae - подсемейство цветковых водных растений, известных как ряска, водяная чечевица или водяные линзы . Они плавают на неподвижных или медленно движущихся телах пресной воды и болот или прямо под ними. Также известные как «байроут», они произошли из семейства арум или ароидных (Araceae ), поэтому часто классифицируются как подсемейство Lemnoideae внутри семейства Araceae. Другие классификации, особенно созданные до конца двадцатого века, помещают их в отдельное семейство, Lemnaceae .

Эти растения имеют простую структуру, без очевидного стебля или уходит. Большая часть каждого растения представляет собой небольшую организованную структуру «слоевище » или «вайя » толщиной всего в несколько ячеек, часто с воздушными карманами (аэренхима ), которые позволяйте ему плавать на поверхности воды или прямо под ней. В зависимости от вида каждое растение может не иметь корня или иметь один или несколько простых корешков.

Размножение в основном осуществляется асексуальным бутонизацией (вегетативным размножением ), который происходит от меристемы, заключенной у основания вайя. Иногда возникают три крошечных «цветочка», состоящие из двух тычинок и пестика, посредством которых половое размножение происходит. Некоторые рассматривают этот «цветок» как псевдантий или редуцированное соцветие с тремя цветками, явно женскими или мужскими и происходящими от початка в Арасовые. Эволюция соцветий ряски остается неоднозначной из-за значительного эволюционного сокращения этих растений от их более ранних родственников.

Цветок из рода ряски Wolffia - самый маленький из известных, его длина составляет всего 0,3 мм. Плод, полученный при таком случайном воспроизведении, представляет собой мешок, а семя производится в мешке, содержащем воздух, который облегчает флотацию.

Содержание

  • 1 Ряска в различных средах
  • 2 Таксономия
  • 3 Летопись окаменелостей
  • 4 Исследования и приложения
    • 4.1 Потенциальный чистый источник энергии
    • 4.2 Фильтрация загрязняющих и питательных веществ
  • 5 См. Также
  • 6 Ссылки
  • 7 Внешние ссылки

Ряска в различных средах

Одним из наиболее важных факторов, влияющих на распространение растений водно-болотных угодий и, в частности, водных растений, является доступность питательных веществ. Ряска обычно ассоциируется с плодородными, даже эвтрофными условиями. Они могут передаваться водоплавающими птицами и мелкими млекопитающими, случайно переносящимися на ногах и телах, а также при перемещении воды. В водоемах с постоянным течением или переливом растения уносятся по водным каналам и не сильно разрастаются. В некоторых местах существует цикличность, обусловленная погодными условиями, при которой растения сильно размножаются в периоды низкого водотока, а затем уносятся, когда наступают периоды дождей.

Ряска является важным источником протеина для водоплавающих птиц. Крошечные растения служат укрытием для мальков многих водных видов. Эти растения используются в качестве укрытия для обитающих в прудах видов, таких как лягушки-быки, и рыб, таких как синие жабры. Они также обеспечивают тень и, хотя их часто путают с ними, могут уменьшить определенные световые наросты фотоавтотрофных водорослей.

В некоторых частях Юго-Восточной Азии ряску едят люди. Он содержит больше белка, чем соевые бобы, поэтому иногда его называют значительным потенциальным источником пищи. Некоторые предварительные исследования того, в какой степени ряска может быть представлена ​​на европейских рынках, показывают, что потребители мало возражают против этой идеи.

Растения могут обеспечить удаление нитратов, если их собирать, а ряска играет важную роль в выращивании растений. процесс биоремедиации, потому что они быстро растут, поглощая избыточные минеральные питательные вещества, в частности азот и фосфаты. По этим причинам они преподносятся как очистители воды неиспользованной ценности.

Швейцарский департамент водоснабжения и санитарии в развивающихся странах, связанный со Швейцарским федеральным институтом экологических наук и технологий, утверждает, что, а также продукты питания и сельскохозяйственных ценностей, ряска также может использоваться для очистки сточных вод для улавливания токсинов и контроля запаха, и что, если во время уборки урожая поддерживается подстилка из ряски для удаления захваченных токсинов, это предотвращает развитие водорослей и контролирует размножение комаров. В той же публикации содержится обширный список ссылок по многим темам, связанным с ряской.

Эти растения также могут играть роль в сохранении воды, потому что покров из ряски снижает испарение воды по сравнению со скоростью водоема такого же размера с чистой поверхностью.

Несмотря на некоторые из этих преимуществ, поскольку ряска процветает в среде водно-болотных угодий с высоким содержанием питательных веществ, ее можно рассматривать как вредный вид, когда условия позволяют им чрезмерно размножаться в средах с традиционно низким содержанием питательных веществ. Так обстоит дело в Эверглейдс, где поверхностный сток и сельскохозяйственное загрязнение привели к увеличению уровней питательных веществ в системе водно-болотных угодий с низким содержанием питательных веществ, что позволяет быстро растущие виды, такие как ряска, чтобы утвердиться, распространиться и вытеснить другие аборигенные виды, такие как пилорама.

Таксономия

Ряски относятся к отряду Alismatales и семейству Araceae. (а) представляет собой филогенетическое дерево, основанное на генах большой субъединицы рибулозо-1,5-бисфосфаткарбоксилазы. (b) представляет собой схематический вид Spirodela с брюшной стороны, чтобы показать клональное вегетативное размножение ряски. Дочерние листья (F1) происходят из вегетативного узла (№), из материнского листка F0 и остаются прикрепленными к нему прилистником (Sti), который в конечном итоге отламывается, тем самым высвобождая новый куст растений. Дочерние вайи могут уже дать начало новым вайям (F2) еще до полной зрелости. Корни прикрепляются к профиллуму (P). (c) показывает прогрессирующее сокращение от листоподобного тела с несколькими жилками и неразветвленными корнями до морфологии слоевища у Lemnoideae.

Ряска долгое время оставалась таксономической загадкой и обычно считалась их собственностью. семейство Lemnaceae. В основном они размножаются бесполым путем. Цветки, если они вообще есть, маленькие. Корни либо очень сильно редуцированы, либо полностью отсутствуют. Их подозревали в родстве с Araceae еще в 1876 году, но до появления молекулярной филогении проверить эту гипотезу было сложно.

Начиная с 1995 года исследования начали подтверждать их принадлежность к Araceae, и с тех пор большинство систематиков считают их частью этого семейства.

Их положение в семье было немного менее ясным. однако несколько исследований двадцать первого века помещают их в положение, показанное ниже. Хотя они принадлежат к той же семье, что и Pistia, другое водное растение, они не имеют близкого родства.

Gymnostachydoideae

Orontioideae (кочанная капуста и золотая дубинка)

Lemnoideae (ряска)

большая часть семейства Araceae

роды ряски: Spirodela, Landoltia, Lemna, Wolffiella и Wolffia.

Размеры генома ряски имеют десятикратный диапазон (от 150 до 1500 МБ), потенциально представляя диплоиды до октаплоиды. У предкового рода Spirodela самый маленький размер генома (150 МБ, аналогично Arabidopsis thaliana ), в то время как наиболее производный род, Wolffia, содержит растения с наибольшим размером генома (1500 МБ). ДНК секвенирование показало, что Wolffiella и Wolffia более тесно связаны между собой, чем другие. Спиродела занимает базальную позицию таксона, за ней следуют Lemna, Wolffiella и Wolffia, которые являются наиболее производными.

Spirodela

Lemna

Wolffiella

Wolffia

Чтобы идентифицировать различные геномы ряски, была разработана основанная на ДНК система молекулярной идентификации на основе семи пластидных -маркеров, предложенных Консорциумом штрих-кода жизни. Некодирующий atpF-atpH спейсер был выбран в качестве универсального ДНК-штрих-кодирующего маркера для идентификации на уровне видов ряски.

Ископаемые останки

Вымершие свободно плавающие водные растения и пыльца, сходная с Lemnoideae, впервые появляются в ископаемой летописи в позднемеловом (маастрихтском ) о чем свидетельствуют плавающие листья, описанные как Aquaephyllum auriculatum из Патагонии, Аргентина, и пыльца лемноидов род Pandaniidites.

Окаменелости плавающих листьев с корешки из палеоцена южного Саскачевана, Канады, которые первоначально были описаны как Lemna (Spirodela) scutata Джоном Уильямом Доусоном в 1885 году., были переопределены как Limnobiophyllum. Помимо западной части Северной Америки, о Limnobiophyllum сообщалось из палеоцена на востоке России и миоцена Чешской Республики. Необычно полные образцы из палеоцена Альберты, Канада, варьируются от отдельных листьев до примерно 4 см в диаметре до розеток из четырех листьев, некоторые из которых были соединены с соседними растениями столонами, и некоторые из них несут остатки цветов с пыльниками, содержащими пыльцу панданиидитов. Также сообщалось о появлении семян лемноидов, описываемых как Lemnospermum.

Исследования и применения

Исследования и применения ряски поддерживаются двумя международными организациями, Международной ассоциацией лемны и Международным руководящим комитетом по ряске. Исследования и приложения.

В июле 2008 г. США Министерство энергетики (DOE) Объединенный институт генома объявило, что Программа секвенирования сообщества профинансирует секвенирование генома гигантской ряски Spirodela polyrhiza. Это был приоритетный проект для Министерства энергетики в 2009 году. Исследование было направлено на поддержку новых программ биомассы и биоэнергетики. Результаты были опубликованы в феврале 2014 года. Они дают представление о том, как это растение адаптировано к быстрому росту и водному образу жизни.

Потенциальный источник экологически чистой энергии

Ряска изучается исследователями по всему миру. как возможный источник чистой энергии. В США, помимо того, что Министерство энергетики изучает Университет Рутгерса и Государственный университет Северной Каролины, в настоящее время осуществляются проекты по определению того, может ли ряска быть источником затрат. эффективная, чистая, возобновляемая энергия. Ряска является хорошим кандидатом в качестве биотоплива, потому что она быстро растет, производит в пять-шесть раз больше крахмала, чем кукуруза, на единицу площади и не способствует глобальному потеплению. Ряска удаляет углекислый газ из атмосферы и может иметь значение для смягчения последствий изменения климата.

Фильтрация загрязняющих веществ и питательных веществ

Ряска также действует как биоремедиатор, эффективно фильтруя загрязняющие вещества, такие как бактерии, азот и др. фосфаты и другие питательные вещества из природных водоемов, искусственных водно-болотных угодий и сточных вод.

Превращение каналов Пуатвинского болота (Марэ Пуатевен, Франция) в «Зеленую Венецию»:

См. Также

Ссылки

Внешние ссылки

Викивиды содержат информацию, относящуюся к Lemnoideae
Викискладе есть средства массовой информации, связанные с Lemnoideae.
Последняя правка сделана 2021-05-26 06:01:06
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте