Site Loader

Содержание

Биология орхидей реферат по биологии

Times New RomanVerdanaSymbolБиология орхидей Биология орхидей По своей биологии и агротехнике орхидеи сильно отличаются от других комнатных растений. Основным отличием орхидей от большинства хорошо известных цветоводам растений является их эпифитный образ жизни. Эпифитный образ жизни не является уделом одних только орхидей. Эпифитные растения есть и среди папоротников, ароидных, бромелий и даже кактусов. Все они в различных сочетаниях образуют в тропическом лесу так называемые подвешенные сообщества, одним из компонентов которых и являются орхидеи. Помимо эпифитных в природе существуют и наземные виды орхидей. Внешний облик орхидей чрезвычайно разнообразен. Есть среди них великаны, как ваниль, лиановидный стебель которой достигает в длину нескольких метров, грамматофиллум, под тяжестью разросшихся кустов которого обламываются крупные ветви и стволы деревьев. Есть и карлики, например некоторые виды софронитисов и дендробиумов, цветущие экземпляры которых свободно помещаются в спичечной коробке. Цветоводы обычно подразделяют орхидеи всего на две большие группы, которые выделены на основании особенностей ветвления растений. Моноподиальные орхидеи. У этих растений верхушечная почка сохраняется на протяжении всей жизни побега, который благодаря этому обладает неограниченным ростом в длину. Среди моноподиальных орхидей есть как лиановидные, быстро вытягивающиеся растения (например, ваниль), так и розеточные формы (например, фаленопсис), стебель которых так медленно растет в длину, что листья, постоянно образующиеся на его верхушке, оказываются собранными в розетку. Соцветия и боковые побеги у моноподиальных орхидей образуются из боковых почек, закладывающихся в пазухах листьев. Симподиальные орхидеи. От представителей первой группы эти растения отличаются тем, что после достижения побегом определенной величины верхушечная почка отмирает или превращается в соцветие. В дальнейшем этот побег больше не растет в длину, а у его основания начинает развиваться новый. Помимо верхушечных у симподиальных орхидей образуются и боковые соцветия, развиваясь из почек, расположенных у основания побега. Кроме того, у симподиальных орхидей стебли, как правило, сильно утолщены и превращены в стеблевые клубни которые по устоявшейся традиции называют бульбами. Бульбы орхидей имеют различную форму: от округлой, почти сферической, до сильно удлиненной, отдаленно напоминающей стебли тростника. Роль бульб в жизни орхидей чрезвычайно велика. Их ткани, заполненные слизью, являются резервуарами, сохраняющими для растения запас питательных веществ и воды. Благодаря наличию бульб орхидеи выдерживают продолжительные засухи, неизбежные при эпифитном образе жизни. У орхидей, не имеющих бульб, функции запасающих органов выполняют мясистые листья (фаленопсис) или сочные стебли. У эпифитных орхидей листья, как правило, грубые, покрытые плотной кожицей.У наземных орхидей, происходящих из районов с равномерным увлажнением в течение всего года, бульбы отсутствуют (пафиопедилум), а листья более нежные, чем у их эпифитных родственников. Наземные орхидеи из мест с более или менее выраженным сухим сезоном имеют бульбы. Листья орхидей отличаются изрядной долговечностью и у многих видов до 10 лет сохраняются живыми. Однако среди этих растений встречаются виды, сбрасывающие листья на сухое время года. Листопадные виды есть как среди эпифитных, так и среди наземных орхидей. У целого ряда представителей семейства орхидных наблюдается пестрая окраска листьев. Отдельные виды и даже роды орхидей с совсем невзрачными цветками введены в культуру именно благодаря красоте их листьев, а представители родов анектохилус, гемария, макодес и некоторые другие получили название драгоценные орхидеи. Впрочем, не все пестролистные орхидеи имеют невзрачные цветки. Так, среди представителей родов фаленопсис и пафиопедилум есть виды, которые по красоте своих цветков могут быть причислены к наиболее декоративным орхидеям. Рост надземной части симпоидальных орхидей происходит за счет образования все новых и новых боковых побегов. У монопоидальных орхидей рост осуществляется за счет закладки листьев на верхушке и удлинения стебля. Период, во время которого развиваются побеги симподиального растения или образуются листья у моноподиального, называется периодом роста, или вегетационным периодом. По окончании вегетационного периода, когда последний прирост достигает своего максимального размера, наступает период покоя. В это время происходит вызревание тканей молодых побегов и листьев: они становятся более жесткими и плотными. В период покоя орхидеи внешне не претерпевают никаких изменений (за исключением листопадных видов, которые по мере вызревания очередного побега сбрасывают листья), но это не значит, что растения находятся полностью в недеятельном состоянии. Несмотря на то что потребности растения в воде и элементах питания в это время сведены до минимума, в нем происходят очень сложные физиологические процессы, связанные с перераспределением питательных веществ и подготовкой к началу нового роста. Период покоя у разных видов орхидей имеет различную продолжительность. У видов, происходящих из тропических районов, для которых нехарактерны резкие колебания температурных и других условий в течение года, период покоя выражен слабо, и новый рост начинается сразу после завершения развития последнего побега или листа. У растений, происходящих из районов с заметными сезонными изменениями климата, период покоя бывает очень продолжительным и может длиться до полугода. Большинство приспособлений, выработанных у орхидей в процессе эволюции, позволяют им успешно противостоять неблагоприятным воздействиям окружающей среды. Плотные покровные ткани, утолщенные листья и стебли, превращенные в резервуары питательных веществ и воды, более или менее продолжительные периоды покоя — все это направлено к одной цели: сохранению того малого количества жизненных благ, которые этим растениям удается получить в непростых условиях эпифитного образа жизни. Надземная часть орхидей является лишь потребителем воды и минеральных солей, которые растению сначала нужно добыть. Эту работу выполняет корневая система. Она поглощает питательные вещества и воду из окружающей среды и обеспечивает их транспортировку к надземным органам — листьям, стеблям, цветкам; надежно закрепляет растение в почве или на опоре, что особенно важно для эпифитов, подверженных воздействию сильных ветров и тропических ливней. Корневая система большинства растений справляется с этими задачами следующим образом: корни глубоко внедряются в почву, надежно закрепляя

Строение орхидей – просто о сложном

Изучать строение растений – дело ботаников. Но в случае с орхидеями не помешает разобраться, что представляет собой их корневая система, листья и цветки, чтобы добиться успеха в выращивании этих тропических красавиц.

Строение орхидеи фаленопсис, дендробиума, пафиопедилума или цимбидиума не так уж сильно отличается от того, к чему мы привыкли, выращивая дома традиционные комнатные цветы. У этих растений также есть ствол (стебель), корни, листья и цветки. Но нельзя не сказать и о характерных особенностях, присущих только этим удивительным тропическим эпифитам, завоевавшим невероятную популярность у цветоводов.

Классификация орхидей по типу роста

Строение орхидеи определяет тип роста цветка – моноподиальный или симподиальный. Разобраться, к какому типу относится ваш зеленый питомец не так сложно: достаточно просто хорошенько рассмотреть его.

Орхидеи моноподиального типа

(фаленопсис, ванда, агреккум, аэрангис)

В течение всей жизни растут только вверх. Причем каждый новый лист по размеру немного превышает предыдущий. Когда же растение становится взрослым, листовые пластины приобретают одинаковый размер. Корни орхидей моноподиального типа растут «как попало», т.е. могут появиться даже на стволике – и это нормально.

Орхидеи симподиального типа

(цимбидиум, каттлея, онцидиум, камбрия)

Это кустики, состоящие из нескольких побегов. Корневище у таких орхидей располагается горизонтально и называется ризомой. Все верхние побеги растут вертикально. Особенностью строения орхидеи симподиального типа является наличие псевдобульбы (или ложной луковицы) – утолщенного побега в нижней части растения.

Цветочная стрелка у орхидей симподиального типа может появляться как из основания этой самой бульбы (мильтония), так и из верхушки побега (каттлея).

Для чего орхидеям нужна псевдобульба

Главная функция ложных луковиц заключается в накоплении питательных веществ. Это «спасательный круг», помогающий растению выжить в экстремальных условиях. Ведь данная особенность схемы строения орхидеи обусловлена чередованием слишком сухого и чрезмерно влажного сезонов, характерных для мест произрастания многих эпифитов. В домашних условиях, когда цветам организован достойный уход, функциональность псевдобульбы снижается. Однако этот орган вовсе не является бесполезным: он отвечает за разумное использование полезных веществ, которых должно хватать как на хороший рост, так и на пышное цветение.

Ложные луковицы могут быть образованы одним междоузлием (как у онцидиума) или несколькими утолщенными (как у дендробиума).

Корни орхидей – в чем их особенности

Особенности строения корневой системы орхидеи обусловлены тем, что данный орган выполняет много важных функций.

Во-первых, с помощью корней орхидеи крепятся к субстрату, что позволяет им сохранять вертикальное положение.

Во-вторых, корни активно участвуют в фотосинтезе, разделяя эту функцию с листьями.

В-третьих, с помощью корневой системы орхидеи поглощают влагу и питательные вещества из воздуха и коры растений, на которых обитают.

Корни бывают основными и придаточными. Последние образуются на любой части растения, кроме самого корня. У орхидей моноподиального типа придаточные корни образуются на стеблях, а у симподиального – на корневищных участках побегов. Чтобы получать необходимое количество питательных веществ, корневая система у эпифита должна быть хорошо развитой. Потому многие орхидеи наращивают целую «бороду» воздушных корней.

У многих растений вылезшие за пределы горшка корни являются сигналом к пересадке в более просторную емкость. С орхидеями все наоборот: придаточные корни – это признак того, что орхидея благополучно прижилась и чувствует себя хорошо.

Строение корня орхидеи интересно тем, что корешки покрыты веламеном – белым налетом, который является особой тканью из омертвелых клеток, заполненных воздухом.

С помощью такой «губки» корни запасают влагу для засушливого периода. Поэтому, чем дольше засуха в месте произрастания орхидеи, тем толще будет слой веламена. А еще эта ткань защищает корни от повреждений.

Листья орхидей – их функции и особенности

По листьям сразу можно понять, насколько успешно растения приспосабливаются к условиям окружающей среды. Например, у экземпляров, которые растут в засушливых регионах (аэрангис), листовые пластины толстые, плотные и упругие, как у многих суккулентов. Цветы, произрастающие на открытых и хорошо освещенных площадках, также имеют утолщенные листья. А у тенелюбивых орхидей (мильтония) зелень чаще всего мягкая и светлая, может желтеть или обгорать на солнце.

Строение листа орхидеи позволяет листовым пластинам не только участвовать в фотосинтезе, но и поддерживать водный баланс (например, испаряя влагу) и получать питательные вещества. Все это возможно благодаря жилкованию. Прожилки – это ткань сосудистого типа в губчатом слое мезофилла. У некоторых типов орхидей система «сосудов» состоит из ксилемы – ткани, отвечающей за перемещение воды по растению, а также из флоэмы – ткани, выполняющей транспортировку питательных элементов.

Чаще всего листья у орхидей зеленого цвета, но встречаются и пестрые виды. К слову, есть и такие представители семейства, которые выращивают не столько ради цветков, сколько из-за оригинальной окраски листовых пластин. К таким оригинальным экземплярам относятся так называемые «драгоценные» орхидеи:

  • анектохилус,
  • гемария,
  • гудайера,
  • доссиния,
  • макодес,
  • хейростилис.

Цветки орхидеи

Орхидеи завоевали невероятную популярность благодаря красоте цветков. Разнообразие их форм и расцветок действительно поражает воображение. Чего только стоят миниатюрные цветочки размером до нескольких миллиметров! Или мощные красочные цветки до 25 см в диаметре! По характеру цветения эти растения и различаются между собой.

Существуют орхидеи с одиночными цветками (пафиопедилум) и многоцветковые (фаленопсис).

Отличительная особенность строения цветка орхидеи – симметричность.

строение цветка орхидеи

У цветка есть 3 сепалии (чашелистики) и 2 петалии (боковые лепестки), которые чередуются между собой. Характерная часть – губа (центральная петалия, лабеллум), которая у разных видов орхидей может иметь самые разные формы. Этот орган является «посадочной площадкой» для насекомых-опылителей, поэтому неудивительно, что эта часть у цветка зачастую имеет наиболее яркую окраску. Над губой находится колонка, под которой скрываются половые органы орхидей – полинии.

***

Ничего сложного в схеме строения орхидеи фаленопсис или других представителей семейства нет. Разобравшись в этой теме, вы будете лучше понимать свое растение и особенности его роста и жизнедеятельности.

 

Понравилась статья? Поделись!

comments powered by HyperComments

Орхидеи.

Биологические особенности | Мир растений

Орхидеи —  растения, достаточно капризные, но при правильном уходе будут радовать обладателей своим прекрасным цветение. Это многолетники из семейства Орхидных, которое включает в себя более 100 тысяч видов и сортов, но пригодны для выращивания в комнатных условиях всего лишь около 20 видов.

Естественное место произрастания орхидей это тропики и субтропики. В дикорастущем виде их можно встретить в Центральной и Южной Америке, Восточной Азии. Учитывая их место происхождения, жаркий и влажный климат, самая многочисленная группа орхидей являются растениями-эпифитами. То есть они выбирают для своего обитания другие растения, например деревья. Благодаря этому орхидеи, обитая в кроне деревьев получают больше света, нежели будучи на тенистой земле. Также при помощи воздушных корней орхидеи могут получать питательные вещества из влажного тропического воздуха, коры деревьев и растительного слоя почвы.

Существуют виды орхидей, которые могут расти в почве, на каменистых скалах. К наземным орхидеям относятся такие виды как Пафиопедилум, Каланта, Цимбидум. Наиболее известный представитель, который предпочитает скалы это виды Лелии.


Почти все представители рода Орхидеи имеют псевдоклубень — утолщенный стебель цилиндрической или яйцевидной формы, в котором растение хранит запасы питательных веществ и влаги. Корневая система представлена видоизмененным стеблем — корневищем, который соединяет псевдоклубни.

Листья плотные, кожистые, сохраняются на протяжении нескольких лет. На длинном цветоносе, что отходит от псевдоклубня, расположены цветки, диаметр которых может варьировать от нескольким миллиметров до 15-20 см. Обычно цветки состоят из 6 частей, верхний чашелистик и 2 боковых чашелистика — внешний круг, 2 боковых лепестка и нижний лепесток венчика (губа) — внутренний круг. Губа  играет важную роль в опылении, имея яркую окраску, и таким образом привлекая насекомых и птиц. 


Наиболее легки в выращивании дома эпифиты.

 

Поделиться ссылкой:

Tags: орхидея

Исследовательская работа на тему: «Уход за орхидеями»

Министерство образования и науки Российской федерации

Муниципальное общеобразовательное учреждение

«Медновская средняя общеобразовательная школа»

Тверская область

Исследовательская работа

«Орхидеи.

Уход в домашних условиях»

Автор: ученица 5а класса

Соловьева Алина Игоревна

Руководитель: учитель биологии

Ларионова Ирина Михайловна

Тверь 2015

Оглавление

Введение …………………………………………………………………………..3

Глава I. Теоретическая часть …………………………………………………….5

    1. Немного истории…………………………………………………………. .5

    2. Легенда и мифы……………………………………………………………5

    3. Биологические особенности орхидей…………………………………….5

    4. Орхидеи в комнатном цветоводстве………………………………………6

    5. Внешний вид орхидей……………………………………………………..6

    6. Правила ухода…………………………………………………………….6

Глава 2. Практическая часть

    1. Методы выращивания орхидей …………………………………………9

Глава 3. Результаты исследования………………………………………………26

Заключение ……………………………………………………………………… 27

Список литературы ………………………………………………………………28

Приложение………………………………………………………………………29

Введение

Орхидея очень красивый цветок!  Первую орхидею мне подарила мама на день рождение, с тех пор это одни из самых любимых моих цветов! Это одно из таинственных растений, способных не оставить никого равнодушными.

Еще совсем недавно трудно было представить эти экзотические цветы у нас дома. Но в настоящее время селекционеры вывели множество декоративных видов орхидей, которые прекрасно будут расти в комнатных условиях. Важно лишь знать, что им необходимо для нормальной жизнедеятельности.

Орхидеи – прекрасные цветы, которыми не устаёшь любоваться. Они стали любимицами многих женщин. Часто мы покупаем орхидеи сами или принимаем их в подарок.

Правильный уход за ними позволяет радоваться их красоте долгие годы, но порой хочется увеличить их количество. С помощью размножения мы можем вырастить ещё несколько прекрасных орхидей, которые могут стать украшением или желанным подарком.

Многие считают, что она превередлива, но это не так. И я решила как можно больше узнать об орхидеях. Поэтому считаю работу актуальной.

Цель: выявить условия ухода за орхидеями в домашних условиях

Задачи:

  1. Узнать истории, легенды и мифы об орхидеях.

  2. Выявить биологические особенности орхидей.

  3. Познакомиться с разными видами орхидей.

  4. Познакомиться с условиями их ухода в домашних условиях.

  5. Сделать фото-буклет «Мои любимые орхидеи».

Гипотеза: Возможно, ли в домашних условиях вырастить невероятно красивый и нежный цветок тропических джунглей.

Объект исследования: орхидеи

Предмет исследования: условия выращивания орхидей в домашних условиях.

Методы:

  • Информационно-поисковые (поиск информации в литературных источниках и Интернете).

  • Исследовательские, практические (отбор информации, уход и наблюдение за растениями, фотографирование).

  • Творческие (оформление папки проектной работы, подготовка презентации, изготовление фото-буклета «Мои любимые орхидеи». )

Практическая значимость исследования: материалы работы можно использовать при проведении спецкурса по экологии, классных часов и бесед с обучающимися.

Глава I. Теоретическая часть

    1. Немного истории

Первые орхидеи, по мнению ученых, были зафиксированы на земле – 130 миллионов лет назад. Хотя реальное распространение получили приблизительно около 3 – 4 тысячи лет, в Китае и Японии. Орхидея в то время считалась лекарственным растением, о чём в своих трудах упоминал Конфуций.

В Европе орхидеи появились сравнительно недавно около 200 лет назад. За это время численность орхидей достигла 30 тысяч видов.

    1. Легенда и мифы

История появления орхидей полна мифов и легенд. Как гласит одна старая легенда, орхидея появилась из осколков разбившейся радуги. Другая легенда гласит, что богиня Венера обронила туфельку. Туфелька этой богини любви превратилась в великолепный цветок. Этот цветок — орхидея. С древних времен орхидее приписывали не только лекарственные, но порой и волшебные свойства, готовили зелья из семян и лепестков орхидеи. Орхидея это символ любви и возрождения.

    1. Биологические особенности орхидей

Ни одно другое семейство растений во всем мире не может похвастаться таким количеством представителей, как семейство Орхидных. Это одно из самых наиболее активно собираемых и строго охраняемых групп растений в мире.

Орхидеи — многолетние травянистые растения, родом из тропических стран с жарким и умеренным климатом. Орхидеи ценятся не только за своеобразность и красоту цветков самых разных оттенков и цветов, но и за то, что цветение многих из них приходится в основном на зимние месяцы.

Бесспорным преимуществом против всех других цветущих растений является длительность цветения — цветы орхидей держатся около 1 месяца, у некоторых видов около 2-3 месяцев на растении и около месяца, если их срезать.

Многие орхидеи ведут эпифитный образ жизни, обитая исключительно над землей в кронах высоких деревьев. Эпифиты же используют другие растения только как опору, получая питательные вещества из воздуха или из того небольшого количества почвы, которая скапливается в трещинах коры, развилках ветвей или дуплах.

    1. Орхидеи в комнатном цветоводстве

Кажется, что в полном объеме обеспечивать правильный уход или размножение орхидей в домашних условиях могут только опытные цветоводы. На самом деле, все не так страшно! За многими видами домашних цветов-орхидей вполне можно ухаживать на любительском уровне, а выращивать в горшках.

1.5. Внешний вид орхидей

По внешнему виду эти экзотические красавицы весьма и весьма разнообразны. У всех у них имеются воздушные корни, поэтому лучше выращивать их в прозрачных горшках. Необыкновенно красивыми являются цветки орхидей. Стебли у них тонкие, так как в природе это лианы. Некоторым орхидеям нужно создавать опору.

    1. Правила ухода

Хорошо себя чувствуют орхидеи, помещенные на подносе с галькой. Они не выносят душного теплого воздуха. Поэтому рекомендуется часто проветривать помещение в любое время года. Но избегайте холодных сквозняков!

  • Освещение. Яркий рассеянный свет. Орхидеям необходимо по 10-15 часов солнечного света в день. Зимой из-за недостатка естественного освещения орхидеи подсвечивают искусственно.

  • Температура зависит от вида орхидеи. Но для всех орхидей дневная температура летом должна быть 20°С., зимой 17°С. Ночная, же температура не должна опускаться ниже 3°С.

  • Влажность воздуха высокая. Листья время от времени необходимо опрыскивать.

  • Полив обильный. В теплое время года почва всегда должна быть влажной. Зимой полив уменьшают. Поливать орхидею следует теплой мягкой водой

  • Грунт. Специальный субстрат для орхидей продается в любом цветочном магазине. Там он уже обогащен всеми необходимыми питательными веществами.

  • Выбор горшка

Горшки для этих растений являются не только лишь емкостью, но и опорой.

В качестве горшков для орхидей-эпифитов подойдут корзины, сетки, проволочные кашпо и другие контейнеры, способные задержать субстрат внутри.

Можно использовать пластиковый горшок с отверстиями, чтобы создать отличную вентиляцию и исключить застой воды.

Выбирая горшок, нужно обратить внимание на то, что лучше его брать прозрачного или белого цвета, чтобы избежать перегревания корней на солнце.

У каждого вида орхидеи — свои требования к комнатным условиям, но существуют некоторые общие правила. Мы не должны ставить орхидею на произвольно выбранное место. Для них важно хорошее освещение. Отлично подойдут западные и восточные окна. Однако они должны быть защищены от солнца (например, тюлевыми занавесками).

Горшок следует время от времени поворачивать. В морозные ночи рекомендуется убирать орхидеи с подоконников.

Деление — наиболее простой способ размножения орхидей. Для этого достаточно разделить корневище цветка. Достаточно часто такие орхидеи разделяются сами. Главное, чтобы при этом орхидея была уже взрослой.

Каждая из получившихся частей должна иметь не менее 3 ложных луковиц, которые полностью развились. Оптимальным временем для деления считается начало весны.

  • Для того чтобы разделить орхидею, достанем её из горшка, от корней отделим субстрат.

  • Между ложными луковицами корневище разрежем насквозь. Перед использованием ножа, прокалим его на огне, чтобы предотвратить заражение цветка.

  • Корневище надо посыпать древесным углём, лучше порошком. Это поможет избежать заболеваний.

  • После этого новые орхидеи посадим в приготовленные заранее горшки.

Глава 2. Практическая часть

Объектом моего исследования стали орхидеи, которые прекрасно растут в комнатных условиях. Важно лишь знать, что им необходимо для нормальной жизнедеятельности.

Сегодня орхидеи есть в каждом пятом или даже третьем доме, ведь это цветы, именуемые символом любви и красоты. Так вот, если хотите выращивать орхидеи, то вам предстоит выбрать из 750 видов, более 30 000 гибридов (это число постоянно растет). Орхидеи растут на всех континентах, кроме Антарктиды. Я хочу поделиться методами выращивания орхидей в домашних условиях. Это полезно будет знать и любителям и новичкам.

Метод 1 из 6: Выбираем орхидеи


  1. Подберите правильный вид орхидеи для дома. Правильный уход за цветами начинается с правильного выбора орхидеи для вашей среды. Виды орхидей, о которых пойдет речь в этой работе, рекомендуются для выращивания в домашних условиях за легкую адаптацию к различным условиям, простоту выращивания, доступность и красивые цветы. Если вы решите разводить более сложные виды орхидей, то обязательно ознакомьтесь с дополнительной литературой о конкретных нуждах отдельных видов, которые более деликатны и привередливы в уходе. Вот несколько вещей, о которых нужно помнить при выборе орхидей:

    1. Когда орхидея достигнет полного размера, будет ли у нее достаточно места? Или ее придется куда-нибудь пересадить?

    2. Сможете ли вы обеспечить необходимую для орхидей температуру? Все орхидеи можно разделить на три типа по температурным требованиям: холодные, средние и теплые. Это значит, что орхидеям необходима определенная минимальная температура ночью для хорошего роста.

  1. Покупайте цветущее растение. Многие виды орхидей будут цвести пышнее в тепличных условиях, нежели в комнате или на заднем крыльце. Если нет, то отдавайте предпочтение видам, которые растут лучше в комнатных условиях. Если орхидея уже цветет — это отличная покупка, потому что новая рассада может зацвести только через пять лет.

  1. Уделите внимание условиям для выращивания орхидей

Выбирайте орхидею, отталкиваясь от условий у вас дома. Это важно, так как у каждого вида орхидеи свои требования к условиям в зависимости от ее происхождения. Всегда внимательно читайте инструкции к растению, чтобы точно знать, что оно подходит для вашего дома и сада.

    1. Освещение

Обеспечить необходимую освещенность остаточно просто. Идеальным является восточное окно, но фаленопсис прекрасно растет на западном, юго-западном или юго-восточном окнах. Если окно выходит на юг необходимо обязательное затенение от солнечных лучей с конца весны и до осени, в сентябре в зависимости от погоды затенение можно убрать. На северном окне фаленопсис нужно располагать только на подоконнике, но и здесь он хорошо себя чувствует. С осени до весны растения обязательно досвечивать, чтобы продолжительность светового дня составляла не меньше 12 часов. Продолжительность светового дня дл орхидей должна быть от 12 до 16 часов.

И еще одно замечание: фаленопсис постепенно наклоняется к свету, поэтому, чтобы он не потерял декоративность, не вывалился из горшка или не опрокинулся с подоконника, его рекомендуется время от времени поворачивать на 180 градусов.

Не стоит тревожить и перемещать растение только в том случае, если на цветоносе начали формироваться бутоны. Через неделю после того, как распустился последний бутон растение можно развернуть, или переставить.

    1. Температурный режим

Одна из причин, почему фаленопсис считают орхидеей для начинающих то, что ее температурный режим прекрасно соответствует температуре в наших квартирах в течение года. Фаленопсис не имеет выраженного периода покоя и требует только небольшого понижения температуры зимой. Летом дневная температура составляет около 25°С – 30°С, зимой 20°С — 25°С.

Очень важен для будущего цветения фаленопсиса перепад между ночной и дневной температурой на 5 – 7.°С, так как в это время у растения закладываются цветочные почки.

Так же нужно заметить, что в любое время года фаленопсис любит свежий воздух, но не терпит сквозняков.

Вот несколько видов орхидей, которые хорошо растут в обычных домашних условиях

  1. Фаленопсис

Обычно ее называют ‘орхидея-мотылек, элегантное комнатное растение. Длинные ветви красочных цветов долго не вянут. Начинает цвести зимой или ранней весной. Этот вид требует меньше света, чем каттлея (см. следующий) и растет хорошо почти во всех домашних условиях.

  1. Каттлея

Этот вид орхидеи наиболее популярен в корсажах. Эти цветы не вянут от двух до шести недель. Период цветения обычно приходится на весну и осень. Им необходимо в два раза больше света в домашних условиях, чем орхидеям-мотылькам.

  1. Дендробиум

Осенью и зимой эти красивые орхидеи дают длинные, изящные ветви с цветами белого, лавандового или сочетания обеих окрасок. Цветение продолжается от трех до четырех недель, и за этим типом очень легко ухаживать.

  1. Пафиопедилюм

Популярное название этого вида — Венерин башмачок из-за характерной формы третьего лепестка похожего на башмачок. Листья обычно привлекательного зеленого или пестрого, зелено-белого цвета. Этому виду необходим яркий, но не прямой, солнечный свет. В комнате лучше поставить цветок на восточный, западный или затененный южный подоконник (в северном полушарии). Листва должна быть слегка приподнята естественным образом, а не обвисать. Комнатная температура идеально подходит для роста

Метод 2 из 6: Полив и подкормка

  1. Научитесь правильно поливать орхидеи. Орхидные — одно из самых крупных семейств и у всех разные требования к поливу. Один способ может высушить одно растение и затопить другое. Обычно, нужно поливать орхидею каждые пять — двенадцать дней в зависимости от вида растения, температуры, среды и времени года — обычно нужно поливать больше летом и меньше зимой.

Держите землю следующих видов увлажненной (не мокрой) всегда:

  1. Пафиопедилюм

  2. Мильтония

  3. Цимбидиум

  4. Одонтоглоссум

    1. Следующие разновидности нужно содержать во влажной среде во время активного роста, но дать почве подсохнуть между поливами после остановки роста:

    • Каттлея

    • Онцидиум

    • Брассия

    • Дендробиум

    1. Следующим видам нужно позволить подсыхать между поливами:

  • Фаленопсис

  • Ванда

  • Аскоценда

    1. Старайтесь, чтобы вода не попадала на листву во время полива. Если же листья промокли, аккуратно протрите их салфеткой или ватной палочкой.

    1. Обогащайте среду. Выньте внутренний горшок из декоративного горшка и пометите его в раковину или ванну. Добавьте подкормку для орхидей в воду для полива и хорошо залейте базовый горшок. Дайте воде полностью стечь, прежде чем вернуть цветок в декоративный горшок. Не позволяйте такой воде застаиваться в почве — это убьет ваше растение.

Внимание: Эпифитные (растущие на ветках) орхидеи не высаживают в грунт, как в случае с наземными орхидеями, их высаживают в скорлупу кокосового ореха, в кору дерева или пробкового дерева. Также их можно выращивать в плетеной корзине или на деревянных основах. Их корни растут сверху, а не снизу, как у наземных орхидей.

    1. Подкормка орхидей. Обычно, рекомендуется удобрять почву орхидей раз в месяц. Выбирайте удобрения с содержанием азота (N), фосфора (P) и калия (K), также содержание железа (Fe) будет полезным. Увеличьте содержание азота, если цветок дает новые ростки, а содержание фосфора и калия в конце сезонов. Не перекармливайте орхидеи — для них это вредно.

    2. Если выращиваете орхидеи в коре, то пользуйтесь удобрением с увеличенным содержанием азота (в соотношении 30(N)-10(P)-10(K)). Бактерии в разлагающейся коре будут поглощать много азота.

    3. Хорошо поливайте цветы перед подкормкой.

Метод 3 из 6: Пересадка в горшок

      1. Необходимо понимать разницу между нуждами наземных орхидей и эпифитных. Многие виды орхидей относятся к эпифитным растениям (растущим на деревьях или ветках) и нуждаются в отличной от наземных орхидей среде. В действительности, орхидеи часто погибают от того, что их сажают в почву, когда они не являются почвенными цветами. Эпифиты отличаются крупными, толстыми корнями, при помощи которых цветы крепятся к коре деревьев и поглощают воду и питательные вещества; у некоторых растут корни, которые не крепятся ни к чему. Эпифитные орхидеи лучше растут в грунте без почвы или в коре дерева или пробкового дерева. Эпифитным орхидеям нужен грунт с хорошим поступлением воздуха и дренажем.

      1. Обеспечьте вашим орхидеям подходящую среду для роста. Обычно хорошая среда для орхидей создается из коры, кокосовой шелухи, мха сфагнума, волокон папоротника, перлита или смеси любых перечисленных материалов. Однако среда для роста орхидей будет зависеть от их типа –– для наземных орхидей необходима среда, образованная в основном из суглинка, содержащего в равных частях мох сфагнум, влажный торф или остроугольный песок. Эпифитным орхидеям в среде для роста нужны в равных частях мох сфагнум, мелкорубленая кора дерева, вермикулит и влажный торф. Проще всего купить готовую почву для вашего вида орхидей. Обязательно выясняйте конкретные нужды согласно типу вашего растения, так как они могут сильно отличаться у разных видов.

    1. В магазинах обычно есть в наличии готовые почвы для орхидей или вы можете приготовить ее самостоятельно из рубленых волокон папоротника, вулканического камня, угля, немного торфа и коры или смеси любых перечисленных материалов.

      1. Пересаживайте при необходимости. Время от времени цветок нужно пересаживать, чтобы освежить почву и улучшить рост. Лучше пересаживать цветы весной. Вот несколько моментов, которые нужно принимать во внимание:

    1. Орхидеи, посаженные в кору, обычно нужно пересаживать каждые полтора — два года.

    2. Выбирайте размер горшка, соответствующий размеру корневой массы. Орхидеи предпочитают небольшие горшки. В крупных горшках растения бросают всю энергию на рост корней и не дают новых ростков или листвы в течение многих месяцев, поэтому держите орхидеи в сравнительно небольших горшках. Все орхидеи предпочитают тесную корневую среду, и выступающие из почвы корни (или же в случае с воздушными, они должны свободно висеть в воздухе). Однако растение может вырасти из своего горшка с тем, как будут появляться все новые прутики и колоски.

    3. Полив будет зависеть от горшка. Орхидея, посаженная в пористый горшок, например из глины (рекомендуется), требует большего полива, нежели цветок в пластиковом горшке.

    4. В горшке обязательно должно быть дренажное отверстие. Если орхидея будет сидеть в воде, корни прогниют и цветок завянет.

    5. В большом горшке почва в середине будет долго сохнуть, что плохо отразится на орхидее. Чтобы исправить это на дно горшка положите осколки разбитого глиняного горшка для улучшения дренажа.

    6. Если у вас глиняный горшок, то увеличьте дренажное отверстие на дне или проделайте дополнительные отверстия ближе ко дну горшка.

  1. Пересаживайте орхидею в соответствии с типом. Осторожно пересаживайте цветок в пористую среду (как описано выше) в более крупный, подходящий горшок. Обязательно следите, чтобы был обеспечен хороший дренаж.

    1. Для наземных орхидей: Выньте цветок из старого горшка. Аккуратно стряхните старую почву. Поместите цветок в чистый горшок, присыпьте свежей почвой корни. Немного прижмите почву при помощи палочки или кола. Оставьте расстояние от краев горшка до почвы, чтобы было немного места для полива. Около полутора сантиметров будет достаточно.

    2. Для эпифитных орхидей: Уберите старую рыхлую почву. Обрежьте и выбросите мертвые корни. Держа орхидею вниз головой, сформируйте плотный шар вокруг корней из новой почвы. Переверните орхидею в нормальное положение и поместите в подготовленный контейнер. После пересадки не поливайте орхидею в течение недели, это позволит корням адаптироваться. Поливайте небольшим количеством воды после этого, чтобы не повредить новые корни.

  1. После пересадки держите среду слегка увлажненной. Особенно это важно в период с поздней весны до конца лета.

Метод 4 из 6: Обрезка и уход

        1. Ухаживайте за бутонами.  Пик цветения начинается с поздней зимы, в основном в феврале — марте в северном полушарии. Цветы обычно держатся от четырех до двенадцати недель. Если цветы начинают вянуть, обрежьте колоски на 12 миллиметров от листвы. Также обрежьте мертвые листья и ткани, включая старые стебли, старые листья, старые корни, все, что гниет и т.д.

    1. В случае грибка или болезни, обрежьте зараженную ткань, немного захватив здоровую, чтобы остановить распространение инфекции.

  1. Не подрезайте орхидею как куст. Если обрежете часть листа орхидеи, то оставшаяся часть, скорее всего, погибнет, а обрезав ложную луковицу, вы можете сильно повредить орхидею.

  1. Во время подрезания орхидеи инструменты должны быть стерильны. Это поможет остановить распространение инфекции от цветка к цветку. Рекомендуется вымачивать инструменты в растворе хлорки перед каждым использованием или воспользоваться одноразовыми лезвиями.

  1. Следите за новыми ростками. Новый росток появится у подножья старого цветка в виде прутика. В правильных условиях до следующего цветения он может вырасти в более крупное растение, чем “материнский” цветок.

    1. Прохлада в ночное время помогает цветению. При правильном уходе, соответствующем специфичным нуждам конкретного вида, растение орхидеи будет расти, и цвести ежегодно.

Метод 5 из 6: Вентиляция

  1. Поддерживайте правильную температуру 18-30ºC. Орхидеи могут выдержать короткие периоды температуры 16-37ºC, но они не любят сильной смены температуры. Холодная температура вызовет пожелтение листвы, которая в результате опадет. Если это случится, удалите желтые листья продолжайте ухаживать за цветком в обычном режиме.

  1. Обеспечьте цветам надлежащую циркуляцию воздуха. Хороший доступ воздуха может сыграть важную роль в здоровье орхидеи. Он поможет растению быстрее восстановиться после лечения, если случилось заражение грибком или насекомыми. Воздух также помогает предотвратить такие заражения, поддерживая сухость листвы и цветков растения.

    1. Летом открывайте окна, чтобы воздух поступал естественным образом. Это поможет воде испаряться и обеспечит подачу углекислого газа. Легкий бриз, также поможет орхидеям перенести яркий солнечный свет, не обжигая листья.

    1. Зимой (или в безветренные дни летом) включите вращающийся вентилятор, чтобы немного разбавить застоявшийся воздух. Перемещайте вентилятор время от времени, чтобы он не дул в одно и тоже место.

Метод 6 из 6: Комнатные виды орхидеи

          1. Перечисленные ниже орхидеи обычно хорошо растут в комнатных условиях, при обеспечении надлежащего ухода, местоположения, света и температуры:

  • Брассолелиокаттлея

  • Каттлея Боуринга

  • Целогина гребенчатая

  • Цимбидиум девонианум

  • Цимбидиум «Touchstone»

  • Дендробиум благородный

  • Эклиция кохлеатая (Encyclia cochleata)

  • Лелия обоюдоострая

  • Максиллярия узколистная

  • Мильтония кловеса

  • Пафиопедилум толстокожий

  • Пафиопедилум «Утесник Медовый»

  • Плейоне формозана

  • Ванда гребенчатая.

Глава 3. Результаты исследования

Мои орхидеи

Заключение

Один из мифов, окружающих орхидею, состоит в том, что ее выращивание — дело сложное, и что оно требует много усилий для создания растению особого микроклимата, а иначе нормально развиваться и цвести в условиях квартиры она не будет, да и вообще, содержать орхидеи в доме — по силам только профессионалам.

Мы с мамой уже 2 года выращиваем орхидеи фаленопсис с восемью крупными розово-сиреневыми и желтыми цветами. С этого началась моя коллекция орхидей. Выращивание орхидей оказалось настолько интересным занятием, что оно существенно потеснило мое увлечение обычными комнатными растениями.

Выращивая орхидеи у себя дома и соблюдая правильный уход за орхидеями можно радоваться и любоваться их красоте.

Гипотеза не подтвердилась. Невероятно красивый и нежный цветок тропических джунглей вырастить дома очень трудно, но можно, если знаешь правила ухода за орхидеями.

Список литературы и Интернет-ресурсы:

            1. Орхидеи. http://domir.ru/1rastenia/?file=orhidea1.php

            2. Журнал флориста. http://www.jflorist.ru/

            3. http://www.flowersweb.info/orchids/practice/phalaenopsis.php

            4. Фаленопсис — ваш проводник в мир орхидей.

http://www.flowersweb.info/orchids/practice/phalaenopsis.php

    1. http://superfamely.info/post327163572/

    2. good-fon.ru

    3. jflorist.ru

    4. open. az

    5. prihozhanka.ru

    6. bylix.com

    7. diets.ru

    8. limon-home.ru

    9. orchid-flower.ru

    10. heathe.ucoz.ru

    11. ladyspecial.ru

Приложение

Советы

  • Применяйте растворимые удобрения ежемесячно, в соответствии с инструкциями на упаковке. Поливайте цветок раствором с разбавленными удобрениями еженедельно во время периода роста. Каждый месяц поливайте простой водой, чтобы смыть накопленные остатки удобрений и солей из горшка.

  • Удобрение: Орхидеи требуют регулярного удобрения почвы для хорошего роста и цветения, но чрезмерное удобрение может навредить растению. Растворимые в воде удобрения, специально разработанные для орхидей, можно купить практически в любом садовом магазине.

  • После цветения, когда рост листвы останавливается, сократите количество воды и удобрений, пока не начнут расти новые листья.

  • Цветы, которые растут в глиняных или маленьких горшках, а также в грунте из открытой коры стоит поливать чаще. Обычно двух раз в неделю достаточно. Орхидеи отдыхают после цветения, поэтому в это время поливайте их реже.

  • Самый быстрый способ убить орхидею — это оставить ее сидеть в горшке с водой. Частота полива зависит от типа орхидеи, среды, освещения, характеристик горшка и температуры.

  • Орхидеи, которые растут в коре, нуждаются в удобрении с большим содержанием азота, например, с соотношением 30-10-10 или 15-5-5. Подвешенные орхидеи и те, что не растут в коре, хорошо воспринимают удобрение с соотношением 20-20-20. Удобрения, способствующие цветению, можно использовать осенью; для этого нужно увеличенное количество фосфора (цифра по середине) в соотношении 10-30-20.

  • Для фаленопсисов вода особенно важна, потому что у них нет органов для хранения воды (ложные луковицы). Не позволяйте фаленопсису полностью высохнуть. Хорошо поливайте, следующий полив должен быть, когда почва почти сухая. Не оставляйте воду на листьях или в пазухах листьев, это может привести к заболеваниям, которые убьют растение.

  • В целом, когда орхидеи активно растут, поливайте раз в неделю и дайте подсохнуть перед следующим поливом. Поливайте таким количеством воды, чтобы каждый раз немного вытекало из дренажного отверстия на дне горшка.

Предупреждения

  • В ручную удалите щитовок и затем воспользуйтесь химическими спреями — это поможет растению на ранних этапах заражения. Улитки и слизни могут питаться бутонами, цветками и мягкими стеблями.

  • Распространенные заболевания орхидей: пятна на листьях, опадение лепестков и различные грибки, как например, черная гниль. Еще одна распространенная проблема — это отсутствие цветения, обычно вызванное плохим освещением и (или) недостатком удобрения.

  • Распространенные насекомые вредители: мучнистый червец, паутинный клещ, щитовка и трипс. Щитовки обычно обитают на нижней части листьев. Сильно зараженные растения стоит выбросить.

  • Орхидеи предрасположены к заболеваниям и проблемам с насекомыми.

  • Вирусы на данный момент неизлечимы, и часто их тяжело отличить от грибковых инфекций. Консультация у профессионала никогда не помешает. Если у орхидеи обнаружился вирус, незамедлительно выбросите растение и тщательно продезинфицируйте горшок, если планируете воспользоваться им опять

ОРХИДЕИ И ИХ ОПЫЛИТЕЛИ | Наука и жизнь

Цветы — одно из самых прекрасных творений природы. Конечно, для растения цветок не просто украшение, а способ привлечь внимание опылителей и тем самым обеспечить продолжение рода, но это не мешает нам восхищаться изысканным совершенством цветочных форм и яркостью красок. Предлагаем вниманию читателей журнальный вариант статьи из книги «Цветы мира», вышедшей недавно в издательстве «Аванта+» в серии «Самые красивые и знаменитые». Из тысяч видов красиво цветущих декоративных растений и сотен тысяч их культурных сортов составители выбрали те, что могут дать наиболее полное представление о красоте и поразительном многообразии растительного мира. Книга, написанная ведущими учеными-ботаниками и цветоводами, рассказывает не только об отдельных видах, но и о цветковых растениях в целом — их строении, приспособлении к окружающей среде, необычных свойствах. Есть в ней и полезные практические сведения: об уходе за садовыми и комнатными цветами, об аранжировке букета и о цветочном этикете. В иллюстрировании книги принимал участие фотокорреспондент журнала «Наука и жизнь» И. Константинов.

Наука и жизнь // Иллюстрации

Нектар из узкого шпорца компареттии длинношпорцевой (Comparettia macroplectron) могут добыть только бражники с длинным хоботком.

Цветки ванды голубой опыляют перепончатокрылые, более восприимчивые к ультрафиолетовой части спектра.

Многочисленные алые соцветия-кисти родригезии односторонней (Rodriguezia secunda) идеально приспособлены к опылению колибри.

Цветки ангрекума цвета слоновой кости (Angraecum eburneum) привлекают ночных бражников ароматом, а не окраской. Перевернутая вверх губа не мешает бабочкам зависать над цветком, трепеща крыльями.

Широко распространенный в странах Юго-Восточной Азии дендробиум односторонний (Dendrobium secundum) носит имя «орхидея — зубная щетка»

Особое значение в опылении некоторых масдеваллий и бульбофиллюмов играют падальные мухи каллифориды.

Ванилла плосколистная.

«Стреляющий» катазетум шапковидный (Catasetum pileatum).

Схема строения цветка венерина башмачка

Коричневато-желтые цветки онцидиумов (Oncidium) похожи на самцов перепончатокрылых из рода центрис, поэтому насекомые атакуют их, принимая за соперников.

Цветки орхидей некоторых видов по форме и запаху напоминают самок насекомых.

Колибри опыляют многие виды орхидей и других растений.

Онцидиум белогубый (Oncidium leucochilum). Огромная губа цветка служит «посадочной площадкой» для насекомых-опылителей.

Удивительный башмачок пафиопедилюм аргус (Paphiopedilum argus) носит имя стоглазого великана Аргуса из-за множества темных точек на лепестках. Туфлеобразная губа и щитовидный стаминодий над ней служат ловушкой для пчел-опылителей.

Вопросы размножения растениям решать непросто, ведь в отличие от животных, которые сами находят себе партнера, свободно передвигаясь в пространстве и полагаясь на половые инстинкты, растения вынуждены доверять свою драгоценную пыльцу случайным «посредникам» — воде, ветру, насекомым или животным.

Орхидные, как самое молодое семейство растительного мира, появились на нашей планете приблизительно 25-30 миллионов лет назад, когда все современные формы растений уже приспособились к окружающему миру. Орхидеям пришлось обманом и хитростью отвоевывать опылителей у других цветковых. В результате некоторые орхидные выработали такую узкую специализацию, что стали полностью зависеть от какого-либо определенного (часто единственного) опылителя.

Что же помогает орхидеям успешно решать задачи перекрестного опыления? Прежде всего — длительность цветения. У большинства видов цветки в ожидании опылителей не увядают неделями и месяцами. Нередко цветки в соцветии распускаются поочередно, и цветение растягивается на еще более длительный срок. У некоторых тропических эпифитных видов, опыляемых летающими насекомыми, соцветия достигают значительной длины (более трех метров у Oncidium leucochilum), вынося цветки за пределы кроны дерева-хозяина, — так они заметнее для опылителей. Приноравливаясь к опылению ползающими насекомыми, соцветия орхидей, наоборот, сильно укорачиваются и прижимаются к субстрату.

Еще одно приспособление орхидных к опылению насекомыми — скручивание завязи цветка на 180 градусов (так называемая ресупинация). Благодаря этому свойству губа цветка всегда находится снизу и служит «посадочной площадкой» для насекомых. Если орхидея опыляется бабочками, которые зависают над цветком, и губа может помешать их крыльям свободно двигаться, завязь перекручивается еще сильнее и делает полный оборот вокруг своей оси, поднимая губу в верхнее положение. Если цветок опрокинут вниз, как, например, у стангопеи (Stanhopea) или гонгоры (Gongora), то губа служит своеобразной горкой, с которой насекомые съезжают вниз, производя опыление, завязь при этом не скручивается совсем.

Перепончатокрылые — пчелы, шмели и осы — составляют половину опылителей орхидных. Все представители этого отряда насекомых тесно связаны с цветковыми растениями: они поглощают нектар и собирают пыльцу на корм личинкам. Перепончатокрылые хорошо различают цвета, запахи, запоминают очертания предметов. В цветовом спектре они лучше воспринимают ультрафиолетовую часть, но при этом не улавливают чисто красный цвет — для них он сливается с фоном. Орхидеи, выбравшие в опылители перепончатокрылых, приспособились к этой особенности, исключив из разнообразной гаммы своей окраски все оттенки красного цвета. Узнать дорогу к нектару внутри цветка насекомому помогают особые узоры на венчике. Иногда цветки образуют сложные ловушки и проходы, заставляющие пчел проникать внутрь и выходить наружу только по определен ному пути, в результате чего насекомое непременно наталкивается на колонку и вылетает из цветка с прикрепленным к его телу поллинарием — комочком пыльцы, снабженным ножкой и липким диском. Не последнюю роль в привлечении опылителей играет приятный сладкий запах цветков, который усиливается днем, во время наибольшей активности рабочих пчел.

Пчелы опыляют все венерины башмачки — циприпедиумы (Cypripedium) из умеренных широт Евразии и Америки, пафиопедилюмы (Paphiopedilum) из Юго-Восточной Азии, а также фрагмипедиумы (Phragmipedium) и селенипеди умы (Selenipedium) из тропической Америки. Их цветки устроены по общему образцу, отличному от других орхидных. Туфлеобразная губа, плоский щитовидный стаминодий (бесплодная тычинка) и колонка объединены в нехитрую ловушку наподобие рыбачьей верши. Цветки венериных башмачков не выделяют нектара, а маслянистая жидкость, иногда выступающая на волосках задней части губы, не привлекает насекомых в качестве пищи. Стратегия опыления этих растений заключается в ложной приманке (яркое пятно на стаминодии) и длительности цветения. За время, пока цветок остается свежим (два-три месяца), какая-нибудь пчела обязательно поинтересуется им и свалится в ловушку. Выбираясь из нее по задней стенке, насекомое будет вынуждено протиснуться сначала мимо рыльца, а затем сквозь одну из двух узких щелочек, образованных губой и стаминодием, частично загороженных пыльцевыми массами. Здесь пчела неизбежно перемажется липкой пыльцой, а затем перенесет ее на соседний цветок (об опылении венериных башмачков см. «Наука и жизнь» № 9, 1985).

Трутни не собирают нектара, поэтому для их привлечения у цветков некоторых орхидей (Coryanthes, Stanhopea) есть особая приманка — железистый эпидермис на губе, обладающий наркотическим действием. Обгладывая эпидермис, трутень на некоторое время обездвижевается и падает вниз. Для того чтобы пчелы даже в таком состоянии могли успешно произвести опыление, цветки орхидей готовят им всевозможные ловушки. Стангопеи предлагают проехаться по губе, как по горке, а кориантесы — принять холодную ванну.

Нижняя часть губы кориантесов преобразована в своеобразное ведро, над которым находится постоянно «капающий кран» — два особых суженных придатка губы, выделяющие обильную жидкость. За время цветения каждый цветок кориантеса прекрасного (Coryanthes speciosa) выделяет около 30 граммов жидкости. Чтобы ведро не переполнялось, избыток жидкости выливается наружу через особую трубочку на кончике губы. Прямо над этой трубочкой расположено окончание колонки, несущей поллинарии.

К цветку кориантеса самцов пчелы эуглоссы привлекает сильный аромат. Трутни садятся на край губы и скусывают железистый эпидермис с ее задней поверхности. В пылу борьбы за место у «обеденного стола» одурманенные трутни сваливаются в «ванну». Выбраться из нее непросто, нередко мокрой пчеле требуется более получаса, чтобы найти один-единственный выход — через сточную трубочку, примыкающую к колонке. Проход очень тесен, и пчела вынуждена с силой протискиваться между окончанием губы и колонкой. При этом поллинарии приклеиваются к насекомому, которое, едва высохнув, уже готово посетить новый цветок. Как правило, после удаления поллинариев цветок временно теряет свой сильный сладкий аромат, однако на следующее утро запах появляется вновь.

Особо следует сказать о шмелях и эуглоссовых пчелах, опыляющих раздельнополые орхидеи. Эти насекомые подвергаются настоящей «артиллерийской атаке» со стороны мужских цветков катазетумов (Catasetum) и цикнохесов (Cycnoches). Потревоженный поллинарий с силой выстреливает в неосторожное насекомое и крепко прилипает к брюшку. Перелетая на женский цветок, который в отличие от мужского всегда ориентирован в пространстве губой вверх, шмель или пчела оставляет пыльцу в рыльцевой ямке и совершает тем самым акт опыления. Хотя шанс встречи насекомого, уже захватившего поллинарии, с готовым к опылению женским цветком орхидеи ничтожно мал, именно такую стратегию размножения выбрали эти растения в дикой природе.

Орхидеи привлекают к опылению самцов перепончатокрылых, используя не только их пищевые инстинкты. Например, самцы рода центрис, охраняя свою территорию от конкурентов, нападают на коричневато -желтые цветки онцидиумов (Oncidium), принимая их за соперников.

Нередко цветки орхидей выделяют феромоны — летучие вещества, сходные по составу с секретом желез насекомых, воздействуя тем самым на половые инстинкты своих опылителей. У многих видов офрисов (Ophrys) цветки размером, цветом, формой и расположением пятен и рисунков имитируют самок, готовых к спариванию. Самцы некоторых видов жалящих пчел начинают летать ранней весной и раньше самок. В это время зацветают офрисы, и самцы пытаются спариться с цветками, принимая их за самок.

Чешуекрылые опыляют около 18 процентов видов орхидных, причем цветки, опыляемые дневными бабочками, и цветки, опыляемые ночными, имеют существенные различия. Дневные бабочки прекрасно различают цвета, предпочитая цветки красной, розовой или желтой окраски. Им необходима «посадочная площадка» для того, чтобы удобно устроиться на цветке, благоухающем в утренние и дневные часы. Конечно, аромат привлекает их к орхидеям, однако основными ориентирами являются все же цвет венчиков и рисунок на лепестках. Орхидеи, опыляемые ночными бабочками бражниками, имеют совершенно другие цветки. Для поиска кормовых растений эти бабочки используют не зрение, а обоняние. Цветки у таких орхидей, как правило, белые или бледно окрашенные, с очень сильным ароматом, который усиливается ночью. Обладая вытянутым сосущим ротовым аппаратом, бражники могут доставать нектар из длинных шпорцев, куда другим насекомым нет доступа. Питаются ночные бабочки, не присаживаясь на цветок, а на некоторое время зависая над ним, поэтому все части цветка, в том числе и губа, расположены так, чтобы не мешать порхающему насекомому.

Двукрылые опыляют около 12 процентов всех видов орхидей. Комаров и мух, питающихся нектаром, привлекает сладкий аромат невзрачных мелких цветков белого, желтого или зеленовато-коричневого цвета. Эти цветки, как правило, имеют губу без направляющего рисунка и открытые, легко доступные для насекомых нектарники. Иногда комары и мухи составляют конкуренцию мелким ночным мотылькам в борьбе за нектар.

Птицы опыляют всего около трех процентов орхидей. В тропиках Юго-Восточной Азии и Океании это крохотные нектарницы, вес которых не превышает нескольких граммов. В Центральной и Южной Америке орхидеи опыляются птичками колибри. Хотя разного вида колибри весят всего от 1,6 до 20 граммов, в течение дня они съедают вдвое больше своего веса. Для нормальной жизнедеятельности колибри недостаточно одного цветочного нектара, поэтому существенную долю в их рационе составляют мелкие насекомые, в изобилии встречающиеся около цветущих на деревьях орхидей. Поистине феерическое зрелище представляют собой переливающиеся всеми цветами радуги колибри, снующие над яркими цветками. Колибри сосут нектар на лету, повисая в воздухе, как и бражники. Своим длинным раздвоенным на конце язычком колибри проникает внутрь цветка, делает несколько активных глотков, стрелой срывается с места и вновь зависает над соседним цветком.

У пернатых плохо развито обоняние, поэтому опыляемые ими орхидеи имеют очень слабый аромат или совсем не пахнут. Зато цвета птицы воспринимают в том же спектре, что и человек: их привлекают крупные цветки с яркой красной, розовой или желтой окраской, способные вместить большое количество нектара. Интересно, что у многих орхидей, поллинии (комочки пыльцы) которых переносятся птицами, пыльца имеет черно-серую или зеленоватую окраску — под цвет клюва. По-видимому, ярко-желтые поллинии слишком выделялись бы на клюве; заметив их, птица счищала бы поллинии, не донеся по назначению.

Цветок орхидеи ванили, или ваниллы плосколистной (Vanilla planifolia), — зеленовато-желтого цвета, с длинной трубчатой губой, снабженной продольными выростами и поперечной щеточкой, рыльце спрятано глубоко внутри губы. Цветок раскрывается рано утром и начинает увядать во второй половине дня, издавая характерный аромат цитрусовых.

Форма и выросты губы, цвет венчика, спрятанный глубоко внутри цветка нектарник, короткий срок жизни цветка указывают на то, что ваниллу опыляют пчелы. На родине ваниллы, в Мексике, это мелкие безжалые пчелы из рода мелипона.

Когда ваниллу начали разводить с целью получения пряности (ферментированные особым способом плоды этой орхидеи-лианы) вдали от Мексики, пришлось решать проблему ее опыления. В конце концов мексиканских пчел заменили человеческие руки. Все ныне существующие плантации на Мадагаскаре, Коморских островах, на Реюньоне и в Индонезии опыляются искусственным образом. А это 1,5 миллиарда цветков ваниллы, из которых добывается до 2000 тонн пряности! Поэтому можно сказать, что и люди наряду с насекомыми и птицами являются полноправными членами разнообразного и многочисленного содружества опылителей орхидей.


В СибБС ТГУ распустился «Яблоневый цвет» – новый гибрид орхидеи

Биотехнологи Сибирского ботанического сада ТГУ вывели новый гибрид тропической орхидеи, окраска которого напоминает цветущую яблоню. Ученые планируют официально зарегистрировать новый сорт под названием «Яблоневый цвет».

Исследования по клональному и семенному размножению тропических и субтропических орхидей в условиях in vitro ведутся в лаборатории физиологии и биотехнологии растений СибБС ТГУ с 1993 года. За это время был накоплен большой опыт по выращиванию данной группы растений не только в асептических условиях, но и в условиях теплиц и оранжерей Сибирского ботанического сада, где они проходят полный цикл развития.

Биотехнологи СибБС скрестили два вида орхидей – фаленопсис приятный и фаленопсис гибридный (сорт ‘Pink Stripe’).

– Фаленопсис  приятный отличается белоснежными цветками, а фаленопсис гибридный – светло-розовыми с темно-розовыми жилками – полосами. В первом поколении проявилась вариация окрасок, и самый красивый гибрид не похож ни «маму», ни на «папу»: он пастельного, нежно-розового цвета, за что и получил рабочее название «Яблоневый цвет», – говорит инженер-исследователь, куратор коллекции тропических и субтропических орхидей СибБС ТГУ Любовь Хоцкова.

По словам Любови Хоцковой, как правило, орхидеи развиваются довольно долго, и расцветают только на 5-6 год. Ученым ТГУ удалось усовершенствовать технологию размножения орхидей в условиях in vitro: благодаря применению вытяжек из томских торфяников гибриды расцвели уже на 4 год.

– Гибриды орхидей красивее, устойчивее и неприхотливее, чем их природные родственники, их используют для фитодизайна и других декоративных целей. Представители семейства орхидных, растущие в природе, относятся к редким растениям мировой флоры и подлежат охране, а гибриды позволяют отвлечь от них человеческое внимание, – отмечает Любовь Хоцкова.

Добавим, в настоящее время коллекционный фонд тропических и субтропических орхидей СибБС ТГУ насчитывает 180 видов из 55 родов и около 200 сортов и гибридов, в том числе 37 гибридов орхидей собственной репродукции. Большая часть из них сейчас цветет, в том числе ряд «новеньких» гибридов.

Экскурсии в Сибирском ботаническом саду проводятся по предварительной записи по вторникам, четвергам и субботам c 10. 00 до 15.00. Предварительная запись по тел. 529-816, e-mail: [email protected]

 

Однодольные. Семейство орхидеи — Kid-mama

Орхидеи — древнее и самое многочисленное семейство однодольных, включающее около 28 000 видов.

Эти прекрасные цветы встречаются на всех континентах, кроме Антарктиды. Однако самое большое количество видов находится в тропических лесах, где они часто существуют в виде эпифитных форм, на деревьях (фаленопсис). Живя в кроне деревьев, орхидеи не являются паразитами. Они используют деревья как опору, а воду получают с помощью воздушных придаточных корней, покрытых специальной губчатой тканью — веламеном. Кроме того, все орхидеи вступают в симбиоз с грибом, который поставляет им воду и минеральные вещества взамен на органические.

В тропиках встречаются и одревесневающие формы — лианы.   (Vanilla planifolia).

Размеры орхидей колеблются от нескольких миллиметров  до 35 метров у лиан. Цветки бывают до 18 см в диаметре! У многих видов цветки собраны в соцветия — кисти или колосья, в некоторых насчитывается до 300 цветков. Орхидеи поражают разнообразием цветов и оттенков — белые, голубые, розовые, оранжевые и т.д. Шелковистые, мраморные, хрустальные … С давних времен они вдохновляли художников и поэтов.

В умеренных широтах встречаются травянистые формы орхидей (например, знаменитый Венерин башмачок).

Отличительным признаком всех орхидей являются необычно сложное  строение их цветка. Цветок орхидеи трехчленный, с двойным околоцветником. Три чашелистика одинаковые, а из трех лепестков один имеет вытянутую форму, образуя губу. Губа часто окрашена в другой цвет.На губе часто имеется длинный вырост — шпорец, заполненный нектаром. Тычинки — а их бывает от 1 до 3, часто срастаются со столбиком пестика, образуя колонку. У орхидей за многие века сложились очень тесные взаимоотношения с насекомыми — опылителями. Многие виды приспособились к опылению каким — то одним насекомым, и для его привлечения выработали специфическую форму и окраску цветка, например, напоминающую самок этих насекомых. Цветы даже издают запах самки, вырабатывая феромоны. Сам процесс опыления также непрост: Пыльца у орхидей склеивается, образуя поллиний.  Некоторые орхидеи (катасетум) выстреливают поллинием в сторону насекомого, как только оно заденет колонку пестика. Поллиний , как рожки, приклеивается к насекомому, и с помощью него переносится на другой цветок. По дороге поллиний загибается, и другая орхидея, на которую садится насекомое, специальными образованиями внутри цветка захватывает его.

Цветки некоторых орхидей дрожат при порыве ветра, имитируя насекомых-жертв для опыляющих их насекомых — хищников. У других орхидей нижняя губа подвижна, и опрокидывает севшее насекомое на пыльник. Третьи орхидеи одурманивают насекомых ароматом. Четвертые запирают насекомое внутри цветка на несколько минут, чтобы барахтающаяся букашка собрала на себя побольше пыльцы.

Орхидеи цветут несколько месяцев, после опыления, образуется плод — коробочка с мелкими пылевидными семенами. Количество их огромно, и достигает 4 млн в одной коробочке. (орхидеи — лидеры по количеству семян в мире растений). Семена у орхидей тоже особенные — в них совсем нет эндосперма. В клетках зародыша есть немного белка и жиров, а вот крахмала-главного источника энергии-нет. Поэтому орхидеи вступают в симбиоз с особым грибом. Только зараженные грибом семена могут прорасти, благодаря  образованию микоризы, через которую зародыш получает необходимые ему органические вещества. Как правило, симбиоз с грибом продолжается и у взрослых растений, только уже гриб получает от растения органические вещества, поставляя взамен воду и минеральные вещества. Некоторые орхидеи, утратив способность к фотосинтезу, превратились в паразитов, живущих за счет грибов (гнездовка).

от Линнея через Дарвина до 21 века

Abstract

Орхидные — крупнейшее семейство цветковых растений, насчитывающее не менее 24 000 видов, и, возможно, лучше, чем любое другое семейство цветковых растений, орхидеи представляют крайнюю возможную специализацию. В результате они долгое время очаровывали светила ботанического мира, включая Линнея и Дарвина, но размер семейства исторически был препятствием для их изучения. В частности, отсутствие подробной информации об отношениях внутри семьи затрудняло формулирование четких эволюционных гипотез для такой большой группы, но появление молекулярной систематики произвело революцию в нашем понимании орхидей.Их сложная история жизни делает орхидеи особенно уязвимыми к изменениям окружающей среды, и в результате многие из них сейчас находятся под угрозой исчезновения. В этом специальном выпуске мы представляем серию из 20 статей по биологии орхидей, начиная от филогенетики, эволюционного развития цветков, таксономии, микоризных ассоциаций, биологии опыления, популяционной генетики и сохранения.

Ключевые слова: Сохранение, Дарвин, эво-дево, Линней, микоризы, орхидеи, Orchidaceae, филогенетика, опыление однодольных, 2006).Распространенные на всех континентах, кроме Антарктиды, и особенно многочисленные и разнообразные в качестве эпифитов во влажных тропиках, они издавна очаровывали биологов своим замечательным диапазоном стратегий жизненного цикла, цветочной и вегетативной морфологией и синдромами опыления. В течение многих лет было много споров по поводу их филогенетических отношений и классификации более высокого уровня. Эта неопределенность в отношении взаимосвязей сильно мешала развитию исследовательских проектов в других областях биологии орхидей, потому что было трудно сформулировать эволюционные гипотезы, когда исследователи не были уверены в том, какие таксоны следует включить.Таким образом, сравнительные исследования стали в высшей степени спекулятивными, и для многих исследователей это было непривлекательным, что привело их к изучению других групп цветковых растений. Многие другие потенциальные студенты также были разочарованы огромным размером семьи, из-за чего было трудно выполнять комплексные проекты. Были некоторые области исследований, которые предоставили некоторые данные об орхидеях (например, микроразмножение, экология опыления), но в целом со второй половины 19-го до большей части 20-го века орхидеи были недостаточно изучены по сравнению с другими большими семействами (Asteraceae, Fabaceae). , Poaceae, Rubiaceae) и стали заводью для современных подходов к изучению их эволюционной биологии.

Все это начало меняться, когда молекулярные систематики начали сосредотачивать свое внимание на Orchidaceae с начала 1990-х годов (начиная с Chase et al. , 1994). В настоящее время существует множество исследований, которые обеспечили все более подробную филогенетическую основу для орхидей и сделали возможным развитие хорошо сфокусированных сравнительных исследований в других областях исследований (ряд таких исследований включен в этот том). Кэмерон (2009) изучает полезность маркеров из разных геномов для решения филогенетических вопросов и обнаруживает, что ядерные рибосомные гены являются источником надежных филогенетических данных о родах подсемейства Vanilloideae (рис.). Чейз и др. (2009 г.) сосредоточены на проблемной группе бразильских представителей подтрибы Oncidiinae (Cymbidiae; Epidendroideae) и обнаруживают, что повторное описание Gomesa (рис.  ) обеспечивает разумное решение проблем, связанных с набором видов, ранее отнесенных к Oncidium. (и которые не относятся к группе видов, сосредоточенных на типовом виде Oncidium ). Они также описывают новый род для другого проблематичного южноамериканского вида.Салазар и др. (2009) и van den Berg et al. (2009) сосредоточены на проблемах ограничения в основном наземной, в основном неотропической трибы Cranichideae (рис. ; Orchidoideae) и важной в садоводстве эпифитной подтрибы Laeliinae (Epidendraae; Epidendroideae) соответственно. Бейтман и др. (2009) сосредоточены на филогенетических взаимоотношениях в подтрибе Orchidinae, в частности Galearis и Platanthera , и показывают, что некоторые проблемные виды лучше всего рассматриваются в этих родах.Результатом применения молекулярных данных для решения систематических вопросов орхидей стала знаменательная серия родов Orchidacearum (Pridgeon et al. , 1999, 2001, 2003, 2005, 2009), которая также способствовала изучению всех аспектов. биологии орхидей, предоставив филогенетическую основу и резюме предыдущих исследований в качестве основы для дальнейшего изучения. Серия также четко показывает, где есть пробелы в том, что известно, стимулируя дальнейшие исследования, направленные на заполнение этих пробелов.Два оставшихся тома Genera Orchidacearum находятся в производстве (пятый том находится в печати и выйдет в свет в 2009 г.; том 6 готовится и ожидается в 2011 г.), и ожидается выпуск электронной версии. Несмотря на обилие доступной филогенетической информации, все еще есть аспекты таксономии определенных групп орхидей, которые являются предметом горячих споров. Hopper (2009) документирует, inter alia , полемику вокруг конкурирующих родовых пределов, предложенных для преимущественно австралийского рода Caladenia (рис.). Даже с хорошо разрешенным филогенетическим деревом все еще могут возникать споры, и их необходимо разрешить как можно быстрее. Большинство пользователей таксономии предпочитают стабильность и простоту более широких родовых ограничений. В дополнение к таксономии филогенетический анализ может обеспечить основу, с помощью которой эволюция других видов признаков может быть рассмотрена с эволюционной точки зрения. Например, Neubig и др. (2009; рис.) и Leitch et al. (2009) исследуют морфологию листьев и плодов и размер генома соответственно на фоне филогенетических отношений.

Eriaxis Rigida (Vanilloideae) является эндемиком тихоокеанского острова Новая Каледония, где он растет на ультрамафическом маквисе. Его ближайший родственник, Clematepistephium smilacifolium , напротив, представляет собой вьющуюся лиану, произрастающую в тропических лесах Новой Каледонии (фото: К. М. Камерон).

Gomesa echinata (ранее известный как Baptistonia echinata ; Oncidiinae, Cymbidieae, Epidendroideae) из Бразилии (фотография: M. W. Chase).

Stenorrhynchos speciosum (Cranichideae, Orchidoideae) из Коста-Рики (фото: М.У. Чейз).

Caladenia longicauda (Caladeniinae, Diurideae, Orchidoideae) из Западной Австралии (фотография: Р. Дж. Смит).

Dichaea morrisii (Zygopetalinae, Cymbidieae, Epidendroideae) — часто встречающийся вид, встречающийся в тропической Америке. У него слизистые яичники, что является гомоплазийным признаком Dichaea (фотография: К. М. Нойбиг).

Благодаря научным инструментам, доступным в настоящее время для геномики, популяционной генетики, эволюционного развития (эво-дево) и анализа ароматов, а также способности формулировать вопросы в филогенетическом контексте, истинная сложность орхидей оказывается даже больше, чем считалось ранее. .В этом специальном выпуске мы представляем статьи, описывающие современные представления о многих аспектах орхидей и их биологии, включая эво-дево цветков, синдромы опыления, микоризные ассоциации, сохранение, филогенетику, таксономию, эволюцию генома и инвазивные виды, с примерами, взятыми из четыре из пяти подсемейств (Chase et al. , 2003) теперь общепризнаны. Только небольшие (около 15 видов в двух родах) и относительно плохо изученные Apostasioideae не представлены новыми исследованиями в этом томе, и они явно представляют собой группу, на которой требуются целенаправленные дальнейшие исследования.

Несмотря на исторически высокий уровень интереса к семье, чрезвычайное разнообразие было полностью осознано только в течение последних 150 лет (Rasmussen, 1999). Линней включил только 62 вида орхидей в свои видов Plantarum (1753), хотя и включая виды из Азии, Карибского бассейна и северной части Южной Америки. Джарвис и Крибб (2009) предоставили список принятых в настоящее время названий для орхидей, включенных в видов Plantarum , потому что родовая концепция Линнея сильно отличалась от той, которой придерживаются сейчас.Одним из наиболее заметных ошибок Линнея было использование названия Cactus parasiticus для Dendrophylax funalis (рис. ), безлистной орхидеи из Вест-Индии (Jarvis, 2007; Jarvis and Cribb, 2009).

Образец Dendrophylax funalis (Angraecinae, Vandeae, Epidendroideae) из Линнеевского гербария. Линней ошибочно назвал это Cactus parasiticus , что вызвало таксономические проблемы у Cactaceae (изображение воспроизведено с любезного разрешения Линнеевского общества Лондона).

Биология опыления имеет долгую и успешную историю для орхидей. Фактически, даже Линней внес свой вклад в эту область исследований. В своем Эландском и Готландском путешествии (см. Edmondson, 2007) он заметил около Ophrys инсектифера , что «его цветы имеют такое сходство с мухами, что необразованный человек, увидев их, вполне может поверить, что две или три мухи сидят на земле». на стебле. Природа создала лучшую имитацию, чем любое искусство когда-либо могло выполнить» (рис.). Конечно, это наблюдение не привело к заключению, что в Ophrys действует сексуальный обман, но оно ясно свидетельствует о том, что с орхидеями происходило что-то необычное. Учитывая религиозные убеждения Линнея, маловероятно, что он когда-либо рассматривал синдромы опыления орхидей как нечто большее, чем «просто так». Деви и др. (2009) представляют исследование генетического разнообразия одной группы из видов Ophrys , комплекса O. fuciflora , показывая, что четкие географические закономерности лежат в основе закономерностей цветочной изменчивости этого рода. Кортис и др. (2009) также исследуют природу границ видов у симпатрических видов Ophrys на средиземноморском острове Сардиния, демонстрируя, что, хотя два вида гибридизуются в симпатрических условиях вследствие перекрытия опылителей и слабой механической изоляции, постзиготические барьеры уменьшают гибридные частота и приспособленность и предотвращают обширную интрогрессию генов, несмотря на то, что у Ophrys преобладающими часто считаются барьеры перед спариванием.

Ophrys инсектифера (Orchidinae, Orchidoideae) на острове Готланд. «Его цветы имеют такое сходство с мухами, что необразованный человек, увидев их, вполне может поверить, что на стебле сидят две или три мухи» (Линней; см. Edmondson, 2007; Фото: К. В. Диксон).

Другие популяционные исследования в этом томе сосредоточены на различиях генетической изменчивости между популяциями на краях ареала вида по сравнению с его центром (Duffy et al. , 2009), изменчивости пластидного микросателлитного маркера у Cypripedium calceolus , вида особой консервации в Англии (Fay et al. , 2009), а также трудности понимания закономерностей морфологической и экологической изменчивости Dactylorhiza incarnata s.l. на балтийском острове Готланд (Швеция), когда генетическая изменчивость крайне ограничена (Hedrén and Nordström, 2009; рис. ).

Dactylorhiza incarnata вар. ochroleuca (Orchidinae, Orchideae) на острове Готланд (фотография: М. Хедрен).

Хотя многие исследователи сосредотачиваются на редких и находящихся под угрозой исчезновения орхидеях, а все семейство внесено в список в Приложении II правил СИТЕС (подразумевается, что все виды представляют некоторую озабоченность по сохранению), некоторые виды орхидей на самом деле являются инвазивными, и есть некоторые опасения, что они могут вытеснить местные виды с некоторых участков. Disa bracteata , южноафриканский вид, в настоящее время широко распространен в Австралии и встречается в большом количестве во многих местах (Swarts and Dixon, 2009). Аналогичным образом, Oeceoclades maculata , тропический африканский вид, в настоящее время широко распространен в американских тропиках, и Коэн и Акерман (2009) изучают его распространение по сравнению с местными видами, которые, по-видимому, имеют аналогичные предпочтения в среде обитания, чтобы определить, является ли O. maculata представляет угрозу для этих видов.

В отличие от Линнея, Дарвин остается одной из главных фигур в биологии опыления орхидей.На самом деле, Дарвин нашел тему опыления орхидей настолько интересной, что написал об этом целую книгу (Darwin, 1862) с конкретной целью продемонстрировать, что ауткроссинг настолько важен для процесса эволюции путем естественного отбора, что покрытосеменные растения и растения некоторые орхидеи приложили немало усилий, чтобы создать чрезвычайно сложную морфологию цветков, из-за чего маловероятно, что их опылители смогут осуществлять гейтоногамное (само) опыление. У многих орхидей генетическая несовместимость усиливает морфологию цветков, чтобы гарантировать, что может происходить только ауткроссинг; такой случай задокументирован Cheng et al. (2009 г.). Если особое творение ответственно за жизнь на Земле, то почему более высокие уровни изменчивости, присутствующие в потомстве ауткроссинга, настолько важны, что существуют такие крайние морфологии и генетическая несовместимость, которые делают самоопыление менее вероятным или даже невозможным? Эти причудливые взаимоотношения опылителей были бы ненужными, если бы эволюция не отвечала за все биологическое разнообразие. Самоопыления достаточно для получения потомства, необходимого для следующего поколения, что полностью устраняет необходимость в ауткроссинге и опылителях.Питер и Джонсон (2009) демонстрируют, что, хотя гейтоногамия встречается у изучаемых ими видов, ауткроссинг является преобладающим образцом, снова демонстрируя, что морфология цветков очень влияет на облегчение ауткроссинга, даже несмотря на то, что поведение пчел благоприятствует гейтоногамии.

Наиболее очевидным проявлением разнообразия орхидей является их цветочная сложность: орхидеи уникальным образом сливают свои гинецеи и андроцеи, а один из трех лепестков превращается в посадочную платформу или притягивающую структуру, губу или губу.Долгое время предполагалось, что у орхидей должны быть изменены основные элементы управления морфологией цветков, действующие у других однодольных растений. Mondragón-Palomino и Theißen (2009) исследуют аспекты развития и эволюции своего «кода орхидей», в котором они предполагают, что морфология цветков орхидей контролируется четырьмя DEF -подобными генами MADS-box, взаимодействующими с другими цветочными гомеозисными генами. В этой статье они демонстрируют, что все часто встречающиеся terata орхидей (включая пелорические формы) могут быть объяснены потерей или усилением функции в различных органах цветка одного из задействованных генов.

Сложный жизненный цикл многих орхидей, включая взаимодействие с микоризными грибами и специализированными опылителями, делает их особенно уязвимыми к изменению климата и деятельности человека, и Swarts and Dixon (2009) дают схематическое представление спектра орхидей, начиная от универсальных, таких от часто сорного Microtis media , способного образовывать ассоциации с рядом микоризных грибов и не зависящего от опылителя, до экстремальных видов, таких как подземная орхидея Rhizanthella gardneri , которая зависит от специализированного опылителя, специальный агент для распространения семян и, наконец, специальный гриб, который, в свою очередь, зависит от конкретного ассоциированного куста.Понимание сложности этих взаимодействий необходимо для разработки жизнеспособных комплексных природоохранных мероприятий. Перед лицом изменения климата и возросших угроз, связанных с антропогенным вмешательством, такая природоохранная деятельность будет приобретать все большее значение.

Рой и др. (2009) изучили микоризные ассоциации у другого специалиста, призрачной орхидеи Epipogium aphyllum , продемонстрировав, что большинство растений сформировали симбиозы с Inocybe spp. Впервые было показано, что микогетеротрофные орхидеи образуют ассоциации с представителями этого род.Гриб, в свою очередь, сформировал эктомикоризные ассоциации с окружающими деревьями, что указывает на то, что они, вероятно, являются основным источником углерода для орхидей. Конечно, наши знания о требованиях к прорастанию и росту сеянцев расширились с тех пор, как Дарвин написал Хукеру в 1863 г.: «У меня нет никаких фактов, но есть мнение (нет, у меня есть твердое убеждение!), что они [орхидеи] паразиты в ранней юности на криптогамах!» (Дарвин, 1863).

Разнообразие исследований орхидей, продемонстрированное в этом томе, свидетельствует об их пригодности для изучения эволюции. Возможно, орхидеи лучше, чем какое-либо другое семейство цветковых растений, представляют крайние возможные специализации, и часто благодаря изучению крайностей более четко определяются общие принципы. Мы надеемся, что эта книга увлечет студентов изучением орхидей и предоставит еще больше доказательств того, как эволюционировало это огромное разнообразие. Дарвин был прав, сосредоточив свою книгу после «Происхождение видов » на орхидеях: их разнообразие и невероятная красота могли быть только продуктом феномена, обусловленного высоким уровнем изменчивости и сложности, которые создают петлю обратной связи, порождающую все более высокий уровень специализации, подобно тому, как отбор по длине нектароносных шпор приводит к появлению видов кометных орхидей ( Angraecum spp.) и их союзники (рис. ) со все более длинными шпорами и бражники со все более длинными языками (Micheneau et al. , 2009).

Hippotion celerio посещение цветов Mystacidium capense (Angraecinae, Vandeae, Epidendroideae) в Южной Африке (фотография: С. Д. Джонсон).

Природа орхидей

Помогите сделать этот веб-сайт


бесплатным…
Помогите поддерживать доступ к бесплатному источнику информации

, созданному добровольцами…
Финансируется и управляется волонтерами

Помогите сохранить этот бесплатный ресурс онлайн…
Пожалуйста, помогите сохранить этот некоммерческий добровольный сайт

в сети, участвуя в оплате его хостинга…

Для ненаучных поклонников диких орхидей (таких как мы) природа и биология орхидей — это минное поле фактов и вымыслов, предположений и неуверенности.Часто для пущей меры добавляется большая доза антропоморфизма, который приписывает всевозможные подлые мотивы поведению орхидей. Те, кто знаком с веб-сайтом First Nature, знают, что мы проявляем особый интерес к диким орхидеям, в частности к местным наземным орхидеям Европы. Наряду с просьбами о помощи в идентификации орхидей, найденных и сфотографированных во время праздников, нас часто просят объяснить некоторые аномалии орхидей, которые происходят. К ним относятся гибридизация и появление так называемых «фриков» или «чудовищных форм».Мы также получаем много общих вопросов об опылении, росте и строении растений и цветов орхидей. Ниже приведен список наиболее часто задаваемых вопросов и, как мы надеемся, ответы на них.

Внизу: Четыре вида орхидей, растущих вместе на склоне холма на полуострове Гаргано в Италии:
Ятрышник quadripunctata , Ятрышник антропофора , Ятрышник малоцветковый и, справа от фотографии 100 9 lut 1 lutea 1 lut 1 1 , Ophry

Вот несколько распространенных вопросов о европейских орхидеях:

Что такое орхидея?
Каково строение цветка орхидеи?
Какими способами опыляются орхидеи?
Как выживают орхидеи, не опыляемые насекомыми?
Как растут орхидеи?
Что вызывает появление гибридов и что такое «гибридный рой»?
Что вызывает появление уродов и чудовищных форм?
Почему в моем саду не растут орхидеи, если я их выкопаю и пересажу?


Дикие орхидеи Уэльса – как, когда и где их найти

Новый 200-страничный путеводитель Сью Паркер охватывает все виды, обитающие в Уэльсе. Есть также карты, направления и информация о доступе к 50 из лучших участков диких орхидей и прогулок. Любой, кто любит полевые цветы (особенно дикие орхидеи), будет в восторге от этой знаменитой книги в твердом переплете. Доступно онлайн здесь…

Подробнее »


Что такое орхидея?

Мы склонны считать орхидеи экзотическими и сложными цветами, способными на всевозможные обманы и уловки, чтобы привлечь опылителей. Истина намного проще: растения, непривлекательные для опылителей, просто не выживают, чтобы передать свои характеристики следующему поколению.Орхидеи — это многолетние растения, а семейство орхидей (называемых Orchidaceae), которое включает не менее 25 000 видов, и каждый год открывается все больше, является самым большим и наиболее развитым семейством цветковых растений на Земле.

Название «орхидея» происходит от греческого слова «orchis», что означает «яичко» — ссылка на парные подземные клубни некоторых видов. В случае местных европейских орхидей две их характеристики — это цветы на одном стебле или соцветии и неразделенные листья без стеблей, расположенные попеременно вдоль стебля.

Назад к вопросам…

Каково строение цветка орхидеи?

Внизу: любопытные «перевернутые» цветы болотной орхидеи,
Hammarbya paludosa

Несмотря на огромное разнообразие цветков орхидей, все они имеют общую базовую морфологию (видимую форму). У каждого есть три чашелистика и три лепестка, которые окружают центральные репродуктивные части цветка. Эти лепестки и чашелистики (иногда называемые листочками околоцветника) также называют сегментами околоцветника.Три чашелистика состоят из одного дорсального чашелистика и двух боковых (латеральных) чашелистиков, а лепестки состоят из двух боковых (боковых) лепестков и третьего лепестка, называемого губой или губой цветка. Два боковых лепестка часто очень похожи на чашелистики. Это затрудняет понимание внешнего вида цветка. К счастью, губа очень изменчива, и почти всегда именно эта часть цветка (особенно в случае Ophrys или вида Bee Orchid) характеризует орхидею.Губа часто больше, чем лепестки и чашелистики, и ее изменчивость не ограничивается только найденным там узором. Форма губы может быть округлой, овальной или почти квадратной; он может быть лопастным, а может и не быть; он может быть как выпуклым, так и вогнутым; иногда у его основания образуется «шпора» в виде вытянутой полой «трубки». Эти шпоры иногда содержат нектар, привлекающий насекомых, опыляющих цветок. Губа цветка орхидеи почти всегда направлена ​​вниз, обеспечивая удобную «посадочную платформу» для посещающих насекомых.Однако есть некоторые исключения, в том числе болотная орхидея (Liparis loeslii) и болотная орхидея ( Hammarbya paludosa ), обе из которых хорошо представлены там, где мы живем в Уэльсе. В случае Fen Orchid цветок наклонен назад, так что губа находится выше, чем остальная часть цветка. Точно так же цветок болотной орхидеи закручивается до такой степени во время своего развития, что цветок кажется почти перевернутым.

Внизу:
Epipactis palustris , показывающий две части губы — чашеобразный гипохил сзади и более широкую часть эпихила спереди.Мертвое насекомое, по-видимому, попалось на липкое вещество, выделяющееся у основания пыльника.

У морозников (виды Epipactis или Cephalanthera ) губы цветков состоят из двух разных частей: кончика или внешнего края (называемого эпихилом) и внутренней или базовой части (называемой гипохилом).

Гипохилия вогнутая или чашеобразная, а эпихила представляет собой более плоскую и широкую часть губы, идущую к кончику.Эти две части также отличаются тем, что почти всегда имеют разные цвета.

Внизу:
Ophrys apifera , снимок, сделанный во Франции, на котором видно, как поллинии схлопываются вперед от пыльника к рыльцу цветка, возможно, в качестве прелюдии к самоопылению, обычному для этого вида орхидей

Репродуктивные части цветков орхидеи размещены внутри единой структуры, называемой колонной. Это центральный орган цветка орхидеи, что сильно отличает его от большинства других растений, у которых мужские и женские репродуктивные органы отделены друг от друга.Колонка состоит из трех частей: пыльника (мужская часть, производящая пыльцу), рыльца (женская часть, которая получает пыльцу) и в основании колонки завязь (часть цветка, содержащая зародышевые семена, называемые семязачатками). ). Пыльник, который расположен над входом в столбик в центре цветка непосредственно перед дорсальным чашелистиком, производит структуры, называемые поллиниями, которые удерживают пыльцевые зерна цветка. Одна или две поллинии иногда удерживаются на стеблях (каудиклах) и прикрепляются к цветку липким секретом, называемым висцидием

.

У пчелиных орхидей, например, две поллинии прикреплены к пыльнику парой липких дисков у основания хвостиков.Хвостики отрываются, когда насекомое-опылитель посещает цветок, и это приводит к тому, что поллиния прилипает к голове или спине насекомого, которое затем переносит его на соседний цветок, невольно выполняя миссию перекрестного опыления от имени цветка. орхидея. У других видов поллинии и липкий висцидий покрыты тонкой мембраной (известной как пузырек), которая разрывается, обнажая поллинии, когда их потревожит насекомое-опылитель.

Вернуться к вопросам…

Какими методами опыляются орхидеи?

Внизу: чудо эволюции — летучая орхидея,
Ophrys инсектифера , имитирующая муху и тем самым привлекающая опылителя

Орхидеи привлекают опылителей тремя различными способами: предлагая нектар в качестве награды посещающим насекомым, предлагая нектар в качестве награды (так называемая визуальная мимикрия) или с помощью сексуальной мимикрии, в которой цветы орхидеи эволюционировали, чтобы выглядеть, а в некоторых случаях пахнут самками насекомых, что приводит к привлечению самцов насекомых того же (или очень близкородственного) вида, которые приземляются на них и пытаются спариваться с ними.Во всех трех случаях желаемый результат один и тот же — насекомые собирают пыльцу с одного цветка и переносят ее с собой на другой цветок орхидеи того же вида, находящийся поблизости. Именно эти увлекательные механизмы опыления, приводящие к таким красивым и разнообразным цветам, ежегодно привлекают тысячи людей, которые изо всех сил стараются посетить дикие орхидеи и полюбоваться ими.

Внизу: опылитель посещает
Serapias orientalis , найденный на Крите — или это насекомое просто укрывается от непогоды?

Кроме того, у некоторых орхидей есть «план Б», чтобы обеспечить их дальнейшее выживание в случае, если они не смогут успешно перекрестно опыляться с другими цветами, будучи способными к самоопылению.Пчелиная орхидея — Ophrys apifera — является особенно хорошим примером этого, и считается, что большинство пчелиных орхидей, которые растут в Великобритании и Ирландии, выживают в результате самоопыления.

Другим методом самоопыления орхидей является так называемая клейстогамия, при которой цветы самоопыляются в бутоне, иногда даже находясь под землей. К орхидеям, способным это делать, относятся некоторые виды Helleborines ( Epipactis) , а также фиолетовая лимодора (Limordorum abortivum) и орхидея птичье гнездо (Neottia nidus-avis ).

Назад к вопросам…

Как выживают орхидеи, не опыляемые насекомыми?

Внизу: колония мускусных орхидей, сфотографированная в Ноар-Хилл в Хэмпшире

Некоторые орхидеи способны к вегетативному размножению, но этот метод размножения является скорее исключением, чем правилом. Два из британских видов, которые способны к этому, — болотная орхидея — Hammarbya paludosa — и мускусная орхидея — Herminium. монорхис. Болотная орхидея производит множество маленьких луковиц на краях листьев, которые отрываются и могут выжить, чтобы дать новые растения. Мускусная орхидея производит несколько столонов (горизонтальных побегов, растущих от растения), которые заканчиваются клубнями, из которых в конечном итоге вырастают новые растения на расстоянии до 20 см от исходного. Тот факт, что некоторые орхидеи обладают способностью к вегетативному размножению, не означает, что они не способны также к размножению в результате опыления насекомыми.

Внизу: луковицы у основания двух болотных орхидей, растущих в долине Элан в Уэльсе

Уникальным представителем рода Ophrys , размножающимся вегетативно, является средиземноморский вид, орхидея-шмель — Ophrys bombyliflora. Эта крошечная и довольно незначительная орхидея, которую очень легко не заметить, растет такими большими колониями, что их огромное количество привлекает внимание во время ранней весенней прогулки по региону. Их особенно много в регионе Алгарве в Португалии.

Несмотря на то, что орхидея опыляется несколькими видами пчел, и в отличие от других видов Ophrys , орхидея Шмель производит столоны длиной в несколько сантиметров, которые заканчиваются небольшими клубнями, из которых в конечном итоге вырастают новые растения.Таким образом, каждую весну появляются большие колонии клонов оригинального растения, на самом деле, орхидея-шмель часто является первым видом, появляющимся весной, за которым следует Зеркальная орхидея — Ophrys speculum , и Мрачная пчела. Орхидея — Ophrys fusca

Назад к вопросам…

Как растут орхидеи?

Внизу: обширная колония орхидей-шмелей, сфотографированная в заповеднике Риа-Формоза в Алгарве в Португалии ранней весной

Поскольку вегетативное размножение и рост орхидей достаточно подробно рассмотрено выше, давайте рассмотрим в этом разделе выращивание орхидей, опыляемых насекомыми или самоопыляющихся.

Орхидеи производят многие тысячи очень крошечных семян, которые метко называют «пылевыми семенами». Эти крошечные семена легко разлагаются, что является одной из причин, по которой трудно точно установить, как долго орхидеи существуют на планете. Каждое семя состоит из зародыша, который окружен твердой оболочкой, которая, в свою очередь, окружена внешней оболочкой из мертвых клеточных стенок, напоминающей сотовую структуру, наполненную воздухом, что делает семена легкими и легко рассеиваемыми ветром.В то время как отсутствие веса у семян можно рассматривать как главное преимущество при рассеивании, их крошечный размер означает, что они содержат мало или совсем не содержат пищи для поддержки прорастания и роста орхидеи.

Если бы семена орхидеи прорастали на поверхности почвы, их маленький размер привел бы к тому, что они очень быстро высохли бы под воздействием солнца и ветра. Вместо этого они ждут, пока дождь не смоет их под поверхностью земли или пока они не будут покрыты опавшими листьями или другим гумусом, прежде чем они начнут расти.Неясно, как долго они могут оставаться жизнеспособными в состоянии покоя до прорастания, хотя считается, что европейские орхидеи начинают расти весной из семян, рассеянных осенью. Однако есть еще один фактор, который следует учитывать: семена орхидей не содержат достаточных пищевых ресурсов, чтобы начать рост в одиночку, и зависят от грибков, присутствующих в почве, которые помогают им, обеспечивая их энергией, необходимой для прорастания. В то время как некоторые орхидеи реагируют на ряд различных грибков, некоторые зависят от конкретных видов грибков и не могут начать прорастание и рост без присутствия конкретного грибка.

При подходящих условиях грибок отращивает очень тонкую нить, называемую гифой, которая проникает в семя орхидеи и его зародыш, через который он пропускает питательные вещества, необходимые для роста орхидеи. Не только орхидеи извлекают выгоду из таких отношений с грибами (описываемых как микоризные грибы), теперь известно, что многие растения и деревья имеют отношения с грибами, которые могут быть взаимовыгодными, но которые, безусловно, позволяют растениям расти намного быстрее, чем иначе было бы возможно.В случае взаимоотношений между грибами и орхидеями может быть так, что, как только растение отрастит листья и сможет производить энергию посредством фотосинтеза (вырабатывая энергию из солнечного света), гриб получает питательные вещества от орхидеи.

Внизу: орхидея «птичье гнездо» (слева), вид из Великобритании, и фиолетовый лимодор (справа), средиземноморский вид, оба зависят от пожизненного партнерства с грибами, потому что им не хватает хлорофилла.

Семя орхидеи не полностью поражено грибком и, по-видимому, имеет механизм, с помощью которого оно ограничивает проникновение партнера-грибка в определенные области, и как только начинается рост, орхидея образует небольшую структуру, называемую протокормой, с тонкими корнями. .Эти корни также заражаются грибком, что позволяет орхидее получать еще больше питательных веществ от грибка. По мере того, как орхидея растет и производит листья, что позволяет ей самостоятельно фотосинтезировать энергию, она постепенно становится менее зависимой от грибка, и в конечном итоге отношения могут полностью прекратиться.

Однако есть некоторые виды орхидей, которые остаются зависимыми от отношений с грибами на протяжении всей своей жизни, и это те, у которых отсутствует хлорофилл (зеленая окраска листьев), без которого они не могут производить пищу посредством фотосинтеза.Эти виды включают орхидею птичьего гнезда — Neottia nidus-avis , орхидею-призрак — Epipogium aphyllum, и коралловую орхидею — Corallorhiza trifida , все из которых произрастают в относительно темных местах обитания. Все три из них растут в Великобритании, но есть виды орхидей, найденные в Европе, например, Violet Limodore — Limodorum abortivum , которые ведут себя точно так же.

Внизу: ковер болотных морозников, сфотографированный в заповеднике Ньюборо-Уоррен в Англси, Северный Уэльс, в начале июля
года.

Некоторые из грибов, с которыми орхидеи имеют выгодные отношения, в свою очередь, имеют взаимовыгодные отношения с другими деревьями или растениями в непосредственной близости, и это объясняет, почему определенные орхидеи встречаются только в лесах, содержащих определенные типы деревьев.Violet Limodore, например, имеет особую связь с соснами, а Coralroot Orchid паразитирует на грибах, связанных с березой и ивой в одних местах и ​​соснами в других.

Кажется, что некоторые орхидеи растут в лесу не из-за деревьев и тени и влаги, которые они обеспечивают, а из-за присутствия грибов, выживание которых зависит от деревьев.

Внизу: прикорневые листья этого
Ophrys dyris, , сфотографированного в Португалии, почти отмерли до того, как раскрылись цветы.

После того, как семя орхидеи превратилось в растение, его жизненный цикл продолжается почти так же, как и многолетние растения в наших садах: если условия идеальны, они увеличиваются в силе и размерах и продолжают расти и цвести в течение нескольких лет. В случае видов Dactylorhiza (виды пятнистых орхидей, такие как Dactylorhiza maculata , пятнистая орхидея пустоши, произрастающая в Великобритании), растения образуют клубни в конце каждого сезона цветения, в течение которого они способны запасать энергию, готовую к использованию, когда они снова начнут расти в следующем году.

Другие виды орхидей (Helleborines, такие как Epipactis helleborine — Helleborine широколистный — который растет в песчаных дюнах и лесах в Великобритании) производят корневища (горизонтальные (обычно) подземные стебли), которые содержат пищевые ресурсы для использования в следующем сезон созревания. Эти корни могут простираться под землей на довольно большое расстояние — болотный морозник — Epipactis palustris — особенно эффективен в производстве таких обширных и длинных подземных корней, и полученные колонии этих орхидей представляют собой великолепное место в конце июня и начале июля.

И орхидея «Птичье гнездо», и орхидея «Коралловый корень» (обе упомянутые выше) названы так из-за внешнего вида их запутанных корневищ; у первого корни напоминают (плохо сделанное!) птичье гнездо, а у второго корни похожи на кораллы.

Внизу: гибрид между
Ophrys fusca и Ophrys lutea , сфотографированный в Алгарве в Португалии. Гибриды распространены среди рода Ophrys, что усложняет точную идентификацию.

Как правило, европейские орхидеи отращивают листья и цветы весной и в начале лета, которые накапливают запасы энергии в клубнях или корневищах (каждый год образуются новые), отдыхают от летней жары и засухи (особенно в южной Европе). ) и зимой, а затем возобновляют свои циклы роста в следующем году.

Некоторые из видов Ophrys , особенно в Средиземноморском регионе, отращивают листья в более прохладных зимних условиях, которые почти отмирают к тому времени, когда орхидея зацветает — своего рода тактика пояса и подтяжек, которая, несомненно, позволяет орхидее максимально использовать влагу, которой может не хватать к тому времени, когда цветы будут готовы раскрыться.

Назад к вопросам…

Что вызывает появление гибридов и что такое «гибридный рой»?

Одной из самых захватывающих (и разочаровывающих) особенностей орхидей является их огромная изменчивость даже в пределах одного вида, что делает точную идентификацию чрезвычайно сложной.

Внизу: было обнаружено, что орхидея-лягушка (слева) легко гибридизируется с обыкновенной пятнистой орхидеей (справа) из-за ее генетического сходства с пятнистыми орхидеями. Теперь он перемещен в тот же род.

Местные орхидеи Великобритании не представляют особой проблемы в этом отношении, но как только вы начнете изучать орхидеи в более отдаленных районах, проблемы с точной идентификацией станут более распространенными, не в последнюю очередь с орхидеями рода Ophrys . Эти орхидеи эволюционировали, чтобы стать мастерами сексуальной мимикрии, и они способны одурачить потенциальных опылителей. Они положительно отреагировали на избирательное давление, чтобы изменить форму или запах таким образом, чтобы обеспечить их выживание. Виды Ophrys также имеют гораздо более сильную тенденцию к гибридизации, возможно, им не хватает барьеров, присутствующих у многих других растений, которые предотвращают такие «случайности рождения».

В дикой природе гибрид является результатом успешного опыления, когда насекомое переносит пыльцу от одного вида или подвида к другому. В Великобритании гибридизация в дикой природе встречается редко, за исключением случаев орхидей из рода Dactylorhiza, , где гибриды могут возникать и происходят между близкородственными видами или даже между некоторыми видами, которые, как мы думали, исходя из их внешнего вида, не были близкородственными. !

Под чрезвычайно редкой гибридной орхидеей между
Ophrys apifera и Ophrys Incidentifera .Фотография: Элейн Хаггет…

Примером этого является орхидея-лягушка, которая ранее была известна под научным названием Coeloglossum viride , пока не было зарегистрировано, что она образует гибриды с другими орхидеями, в частности, из рода Dactylorhiza . В результате этого и на основе генетических исследований эта орхидея была признана достаточно похожей на орхидеи Dactylorhiza , чтобы ее можно было отнести к этому роду и переименовать в Dactylorhiza viridis.

Найти узнаваемый гибрид в дикой природе — это увлекательно. Если вам так повезло, не забудьте сразу же сделать много фотографий, потому что это может быть «одноразовым» событием, которое вы больше никогда не увидите. Будут ли такие гибриды процветать и увеличиваться в количестве, будет зависеть от их способности конкурировать с укоренившимися видами и подвидами орхидей, которые их окружают. Достаточно ли видимых и/или обонятельных характеристик одного (или обоих) родителей для привлечения опылителей? Эти насекомые могут иметь очень узкие или четкие требования, и без их невольной поддержки растение не сможет производить собственное потомство.Могло ли это потомство привлечь совершенно других опылителей и, как следствие, реагировать на совершенно новые условия отбора? Если это так, то через много лет это может в конечном итоге привести к созданию нового подвида или даже нового вида. Возможно… но шансы всегда против этого: если у хорошо зарекомендовавших себя видов орхидей дела обстоят тяжело, то новичкам в квартале еще труднее!

Чтобы гибриды выжили после своего первоначального поколения, они должны быть способны к скрещиванию либо друг с другом, либо со своими родительскими видами (процесс, известный как обратное скрещивание). Полученные колонии орхидей чрезвычайно изменчивы, часто демонстрируя характеристики, которые широко варьируются между обоими родительскими растениями. Именно эти размытые характеристики делают идентификацию таких растений столь проблематичной. Сильные и очень изменчивые колонии орхидей, которые являются результатом обратного скрещивания с родительскими растениями и скрещивания друг с другом, известны как гибридные рои. Однако, если гибридные орхидеи выживают и увеличиваются в количестве без обратного скрещивания с родителями и привлекают разных опылителей, они будут подвергаться различному селективному давлению и в конечном итоге станут новым видом.

Назад к вопросам…

Что вызывает появление уродов и чудовищных форм?

Внизу: эта орхидея-шмель, сфотографированная в районе полуострова Гаргано в Италии, имеет две губы, сросшиеся вместе в верхней части. Такие аберрации чаще встречаются у орхидей рода
Ophrys .

Еще более очаровательны, чем гибридные орхидеи, так называемые чудовищные (от латинского слова monstrum , означающее чудовище) или уродливые формы, которые иногда встречаются в дикой природе. Формально называемые тератологическими мутантами, такие уроды редки и редко встречаются в Великобритании. У вас гораздо больше шансов увидеть эти необычные растения, если вы проведете много времени, рассматривая различные пчелиные орхидеи Южной Европы.

Внизу: чисто белая форма орхидеи с обожженной верхушкой
Neotinea ustulata , растущая на юге Англии в мае. Фотография Элейн Хаггет…

Иногда встречаются белые формы или «разновидности» обычных орхидей, таких как ранняя пурпурная орхидея ( Orchis mascula ) и ранняя болотная орхидея ( Dactylorhiza incarnata var. белый ). Их не следует путать с настоящими мутациями, описанными ниже, и они часто представляют собой повторяющиеся явления, появляющиеся в одних и тех же местах год за годом.

Мутации часто принимают форму цветков с дублированными цветочными частями, как показано выше на орхидее шмеля с двумя губами, а внизу на орхидее с языком с двумя губами или языками; или с боковыми лепестками в виде губ. Иногда цветы будут перевернуты (вверх ногами). Мутации редко распространяются на все цветки соцветия; чаще поражаются только один или два цветка, остальные вполне нормальны.В таких случаях мутации редко появляются снова в следующем году.

Если растение орхидеи дает цветы, которые все являются мутантами, оно с большей вероятностью сохранится в последующих поколениях. Имеются данные о том, что семена таких растений могут давать такое же мутантное потомство.

Внизу: гипохроматическая форма зеркальной орхидеи
Ophrys speculum , найденная в регионе Алгарве в Португалии. Фотография с любезного разрешения Рона Порли

Мутация не ограничивается формой и размером цветков, но может также влиять на цвет.Опять же, орхидеи рода Ophrys с большей вероятностью продуцируют мутантов, и иногда встречаются цветы, лишенные красного и синего пигментов, и они бывают белыми, желтыми или зелеными. Это так называемые гипохроматические формы.

Из тех видов Ophrys , у которых встречаются аберрантные формы, у самоопыляющейся пчелиной орхидеи Ophrys apifera сообщается о большинстве необычных форм. Как и в случае инбридинга у людей и других животных, кажется, что ограниченный генофонд в конечном итоге вызывает возникновение мутаций.Факторы окружающей среды, такие как загрязнение почвы или поздние и сильные весенние заморозки, которые прерывают процесс роста орхидей и развития цветков, также могут увеличить появление уродливых форм.

Возникают две другие генетические аномалии, вызывающие появление растений странной окраски — гипохромия и гиперхромия.

Гипохроматические растения не имеют нормальной окраски и выглядят совершенно белыми, зелеными или желтыми. Темные пигменты (антоцианы) полностью блокируются, что позволяет доминировать антоксантановым пигментам от белого до желтого и зеленого.Это состояние может затронуть все растение, цветы или просто часть (обычно губу) цветов. Это отсутствие цвета чаще встречается у видов орхидей Ophrys , но редко встречается у пчелиных орхидей в Великобритании. Те, кто проводит много времени, рассматривая пчелиные орхидеи в Европе, с большей вероятностью столкнутся с этими странными на вид растениями.

Внизу: пчелиная орхидея Бертилони
Ophrys bertilonii с частичной гипохромией на лабеллуме (губе) цветка.Обычно зеркало представляет собой блестящую черную полосу, но в данном случае оно полностью белое. Этот образец был сфотографирован в районе Гаргано в Италии в апреле.

Гиперхроматические растения являются результатом того, что антоциановые пигменты от красного до синего становятся доминирующими, создавая темные и глубоко насыщенные цвета у растений и цветов. Это состояние встречается в основном у видов орхидей Orchis и Dactylorhiza . В некоторых местах растения с этим цветовым состоянием настолько распространены, что те, у кого они проявляются, описываются как особые разновидности или формы видов.

Назад к вопросам…

Почему в моем саду не растут орхидеи, если я их выкопаю и пересажу?

Внизу: языковая орхидея,
Serapias lingua, , которую более точно можно описать как Serapias bi-lingua !

Почти все орхидеи, произрастающие в Великобритании, если не редки, то, по крайней мере, находятся под угрозой из-за многих факторов, не последним из которых является продолжающееся разрушение мест их обитания в результате земледелия и развития собственности. Живые изгороди снесены, заболоченные участки осушены, а пруды засыпаны. Кажется чудом, что у нас вообще осталась дикая природа, которой можно наслаждаться. В Великобритании и Ирландии нам повезло, что у нас есть много особых мест обитания, охраняемых законом и обозначенных как специальные зоны для защиты наших птиц, цветов, насекомых и животных. Будь то в заповеднике или на обочине дороги, обилие диких орхидей не означает, что они либо обычны в других местах, либо широко распространены. В самом деле, вы вполне можете заглянуть в одно из очень немногих мест, где такие цветы все еще существуют.По этой причине выкапывание и удаление любых полевых цветов является актом вопиющей безответственности и эгоизма.

Все полевые цветы находятся под защитой Закона о дикой природе и сельской местности. Для растений, занесенных в Красную книгу, даже на своей земле выкапывание или даже удаление семян, листьев, отдельных цветков или любой части растения является незаконным с серьезными санкциями, предусмотренными законом. В случае с дикими орхидеями такое эгоистичное поведение неизменно обречено, потому что эти растения могут расти только в очень особых условиях, которые почти никогда не воспроизводятся в садах.Они просто не в состоянии выжить без особых партнерских отношений с другими растениями и грибами, которые также требуют особых экологических условий, описанных в другом месте на этой странице. Дикие орхидеи редки, как и уникальная среда, необходимая для их выживания.

А пока наслаждайтесь орхидеями в дикой природе. Возьмите домашние фотографии, чтобы напомнить себе о чудесных местах, которые вы видели и которыми другие смогут насладиться после того, как вы уйдете.

Вернуться к вопросам…


Дикие орхидеи Алгарве – как, когда и где их найти

Как для жителей, так и для гостей, полный путеводитель Сью Паркер имеет неоценимое значение, с подробными картами, указаниями и рекомендациями по лучшим маршрутам для наблюдения за дикими орхидеями в знаменитом португальском регионе Алгарве. Любой, кто интересуется дикими орхидеями, будет в восторге от этой авторитетной книги в твердом переплете. Доступно онлайн здесь…

Подробнее »

© 1995–2022 First Nature: некоммерческий ресурс, управляемый добровольцами

Пожалуйста, помогите сохранить этот бесплатный ресурс онлайн…

границ | От редакции: Orchid Genomics and Developmental Biology

Orchidaceae — второе по величине семейство цветковых растений, насчитывающее более 27 000 видов, населяющих почти все места обитания по всему миру. Орхидеи отличаются исключительным морфологическим и экологическим разнообразием и высоко ценятся на мировом садоводческом рынке. Орхидеи обладают уникальными морфологическими и физиологическими характеристиками, такими как сильно редуцированные семена с незрелым зародышем, сложные структуры цветка, такие как гинандрий и лабеллум, и многократно независимо развили метаболизм крассуловой кислоты и микогетеротрофию. Этот диапазон признаков делает орхидеи лучшими немодельными растениями для изучения различных аспектов эволюции посредством механистических исследований, учитывающих функцию генов, физиологию и филогенетические отношения. Как кратко изложено ниже, эта тема исследования представляет последние достижения в области биологии орхидей и состоит из 12 публикаций в области репродуктивного развития, эволюции, биотехнологии и фотосинтеза.

Развитие органов цветка

Изучение факторов транскрипции (TF), белков, которые связываются с регуляторными участками ДНК определенных генов и участвуют в процессе транскрипции, является важным инструментом для понимания развития цветков у орхидей.Валоросо и соавт. изучали экспрессию и взаимодействие трех миелобластозных (MYB) TF, которые являются частью регуляторного модуля, включая DIVARICATA (DIV), RADIALIS (RAD) и DIV-and-RAD-Interacting-Factor (DRIF), на развитие цветков Итальянская орхидея, Orchis italica, родом из Средиземноморья. Результаты показали более высокие уровни экспрессии генов в губе, чем в боковых внутренних листочках околоцветника цветка O. italica . Кроме того, двухгибридный анализ дрожжей показал, что Orchis -MYB TF OitDRIF1 взаимодействует с OitDIV и OitRAD.Следовательно, результаты подтверждают гипотезу о том, что эти три MYB TF играют решающую роль в контроле зигоморфии у цветков орхидей.

Лай и др. исследовали функцию SHINE-подобного TF, а именно PeERF1, в нескольких орхидеях Phalaenopsis . Авторы заключают, что PeERF1 имеет решающее значение для развития эпидермиса губ, особенно в формировании наногребней.

Было показано, что на модельных растениях ТФ MADS-box играют решающую роль в разнообразных процессах развития.Основываясь на всестороннем обзоре литературы, Teo et al. обобщить процессы репродуктивного развития у модельных растений, включая переход цветка и формирование рисунка, и обсудить уникальные аспекты развития цветка орхидеи, такие как модифицированная модель ABC и код околоцветника.

Обзор развития цветков орхидей представлен Wang et al. резюмируя последние достижения в нашем понимании цветочной индукции, перехода и цветения у популярных родов орхидей, таких как Dendrobium , Oncidium и Phalaenopsis .Авторы предлагают гипотетический путь регуляции цветения у P. aphrodite при низкой температуре окружающей среды и обсуждают модели кода орхидеи и кода околоцветника у P. equestris и O. «Gower Ramsey».

Анатомические особенности репродуктивных органов на разных стадиях развития микогетеротрофной орхидеи Pogoniopsis schenckii были исследованы Alves et al. Авторы сравнили характеристики семенной кожуры у P.schenkii к фотосинтезирующим видам семейства. Было обнаружено, что P. schenckii имеет семенную оболочку, которая происходит из эпидермиса ядра, а не из наружного покрова, как у других видов.

Evolution

Сравнительные исследования структуры пластид и потери генов в масштабах всей семьи позволяют получить важные сведения об эволюции пластид Orchidaceae. Ким и др. сравнили структурные вариации и содержание генов в 124 полных пластомах орхидей и исследовали потерю генов у орхидей в рамках филогеномной структуры.Авторы дают рекомендации для дополнительных молекулярных исследований, чтобы улучшить наше понимание эволюции пластома, в частности, у микогетеротропных орхидей.

Обманчивые цветки орхидеи Леди башмачок (подсемейство Cypripedioideae) имеют губу в форме башмачка, которая улавливает насекомых для облегчения опыления. Цай и соавт. исследовали эволюционные взаимоотношения, внутриродовую классификацию и историческую биогеографию орхидей Venus Slipper, род Paphiopedilum, на основе ядерных (ITS) и трех пластидных маркеров (интрон trnL , trnL-F , atpB-rbcL ) для 78 таксонов.Результаты подтверждают текущую внутриродовую классификацию рода и дают представление о биогеографическом происхождении и пространственно-временной эволюции рода.

Являясь одним из крупнейших семейств цветковых растений, орхидеи разработали большое разнообразие стратегий опыления. Фернандес и соавт. профилировали и сравнили цветочные транскриптомы двух европейских родов орхидей с разными стратегиями опыления, сексуально обманчивого Ophrys и Gymnadenia со стратегией опыления с пищевым вознаграждением.Кроме того, был проведен филогеномный анализ на основе данных транскриптома, чтобы установить эволюционные отношения внутри двух родов.

Биотехнология

Давно известно, что у орхидей протокормоподобные тельца (PLB), индуцированные из эксплантатов или каллюса in vitro , напоминают соматические зародыши (SE) у некоторых видов. На основании молекулярного исследования Chen et al. сообщили, что PLB не происходят от SE, по крайней мере, у P. equestris . Кроме того, авторы индуцировали SE путем сверхэкспрессии P.aphrodite LEAFY COTYLEDON1 ( PaLEC1 ) и предположил, что индукция SE может быть полезным инструментом для клонального размножения орхидей.

Орхидеи полагаются на симбиотические отношения с грибами для прорастания семян и последующего роста рассады. Систи и др. охарактеризовали грибковые сообщества в корнях и плодах микогетеротрофной орхидеи P. schenckii, и провели испытания на прорастание немикоризных эндофитных грибов, выделенных из P. schenckii в условиях in vitro .Авторы наблюдали, что прорастание стимулировалось инокуляцией семян P. schenckii изолированными немикоризными грибами.

Фотосинтез

Путь фотосинтеза, известный как метаболизм крассуловой кислоты (CAM), обнаруженный у различных линий растений, включая орхидеи, является адаптивным в засушливых условиях благодаря высокой эффективности использования воды, которую он придает растению. Сеустерс и др. изучали метаболитные и ферментативные модели деградации крахмала в орхидее САМ Phalaenopsis «Edessa».Были оценены два пути деградации: гидролитический путь (с участием цитозольного D-фермента, пластидного D-фермента, мальтазы и β-амилазы) и фосфоролитический путь (с участием фосфорилазы крахмала) для сравнения активности ферментов, а также скорости деградации крахмала. Сеустерс и др. пришел к выводу, что фосфоролитический путь может быть основным путем деградации крахмала у CAM orchid Phalaenopsis .

Заключение и перспективы

Эта тема исследований по геномике орхидей и биологии развития представляет собой лишь краткое изложение этой захватывающей и растущей области исследований.Мы надеемся, что благодаря быстрому развитию молекулярных инструментов и подходов, в частности нескольких геномов орхидей и сотен транскриптомов, которые теперь доступны вместе, а также высокопроизводительным технологиям и интегративной мультиомике, новым биотехнологиям, таким как редактирование генов CRISPR, исследователи смогут для дальнейшего раскрытия секретов биологии орхидей с упором на механистическое понимание регуляции цветения, развития органов цветка, формирования и развития зародыша/протокорма, филогеномики, симбиоза и путей фотосинтеза в будущем.

Мы высоко ценим неоценимый вклад всех авторов и рецензентов, а также усилия главного редактора Ниэлимы Рой Синха Frontiers in Plant Science: Plant Development и EvoDevo.

Вклад авторов

J-TC и KN подготовили рукопись. Все авторы внесли свой вклад в статью и одобрили представленную версию.

Конфликт интересов

Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могли бы быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Биология орхидей: последние тенденции и проблемы: 9789813294585: Хасим, Шайк Махаммад, Хегде, Садананд Нагеш, Гонсалес-Арнао, Мария Тереза, Таммасири, Канчит: Книги

Эта книга на тему « Биология орхидей: последние тенденции и проблемы» 9 рассматривает последние стратегии сохранения и сохранения разнообразия орхидей и зародышевой плазмы орхидей. Это результат материалов Международного симпозиума « Биоразнообразие лекарственных растений и орхидей: новые тенденции и проблемы », состоявшегося 9-11 февраля 2018 года в Университете Ачарья Нагарджуна, Индия.Кроме того, для написания этой книги были приглашены выдающиеся специалисты по орхидеям со всего мира. Все главы были рецензированы международными экспертами.

Orchidaceae — одно из крупнейших семейств цветковых растений, включающее более 700 родов и 22 500 видов, на которое приходится примерно 40 процентов однодольных растений. Они также представляют собой второе по величине семейство цветковых растений в Индии, насчитывающее 1141 вид из 166 родов, и составляют примерно 10% индийской флоры. Орхидеи составляют уникальную группу растений, а их цветы являются одними из самых очаровательных и изысканных творений природы.

Филогенетически и таксономически Orchidaceae считаются высокоразвитым семейством среди покрытосеменных растений. Они демонстрируют невероятное разнообразие формы, размера и окраски цветков и имеют большое коммерческое значение на рынках цветоводства по всему миру. Миллионы срезанных цветов цимбидиума , дендробиума , каттлеи , пафиопедилума, фаленопсиса, ванды и т. д., помимо орхидей в горшках, продаются в западных странах, и, таким образом, индустрия срезанных цветов орхидей в настоящее время превратилась в многомиллионный бизнес в Европы, США и Юго-Восточной Азии.

Помимо своей декоративной ценности, орхидеи обладают огромным фармацевтическим потенциалом. Корневые клубни Habenaria edgeworthii составляют важный компонент группы препаратов «Аставарга» в аюрведической медицине. Известно, что клубни некоторых наземных орхидей применялись для лечения диареи, дизентерии, кишечных расстройств, кашля, простуды и туберкулеза. Некоторые орхидеи, особенно принадлежащие к родам Aerides, Arachnis, Cattleya, Cymbidium, Dendrobium, Epidendrum, Oncidium, Paphiopedilum, Phalaenopsis, Renanthera, Vanda и т. д.широко использовались для получения всемирно известных гибридов. Тем не менее, как это ни парадоксально, индийские орхидеи стали жертвами собственной красоты и популярности. В результате их естественная популяция быстро сокращается из-за безудержной коммерческой эксплуатации в Индии и за рубежом. На самом деле, некоторые орхидеи сейчас находятся на грани исчезновения, например. Renanthera imschootiana , Diplomeris hirsuta , Paphiopedilum fairrieanum , Cypripedium elegans, Taeniophylum andamanicum и т. д.

Учитывая глобальное значение орхидей с точки зрения обеспечения здоровья и благосостояния человека, этот всеобъемлющий сборник, подготовленный международными экспертами, является весьма актуальным. Его содержание разделено на пять основных разделов: (I) Криоконсервация и биотехнология, (II) Биоразнообразие и сохранение орхидей, (III) Анатомия и физиология, (IV) Биология опыления и (V) Химические вещества для орхидей и биоактивные соединения. Все материалы были написаны выдающимися экспертами/профессорами по орхидеям со всего мира, что делает книгу ценным справочным пособием для всех исследователей, преподавателей, любителей орхидей, цветоводов и студентов, изучающих биотехнологии, ботанику, фармацевтику и этномедицину.Он будет одинаково ценен для читателей из садоводческой отрасли, особенно орхидейной, ученых-аграрников и политиков.


OrchidBase 4.0: база данных по геномике орхидей и молекулярной биологии | BMC Plant Biology

Поиск информации о геномах трех видов орхидей в базе данных

Информацию о геномах A. shenzhenica , D. catenatum и P. equestris можно найти в OrchidBase 4.0, чтобы получить собранные каркасы и предсказанная генная информация.Через веб-интерфейс можно было свободно получить доступ к информации о трех геномах орхидей, содержащейся в OrchidBase 4.0. Доступ к информации можно получить через значок «Геном орхидеи» (рис. 4, шаг 1). В веб-интерфейсе страница позволяет пользователям выбрать один из трех геномов орхидей (рис. 4, шаг 2). Затем пользователи могли получить доступ к пяти веб-страницам (аннотация гена, браузер генома, путь метаболизма, экспрессия гена и BLAST) для запроса генома и получения информации о генах в выбранном геноме орхидеи (рис.4, шаг 3).

Рис. 4

Пошаговое руководство для страницы «Браузер генома»

Пользовательский протокол базы данных

Страница браузера генома

Браузер генома — это графический интерфейс для отображения информации о геномных данных. Браузер JBrowse, браузер генома следующего поколения [22], используется в OrchidBase 4.0. Инструмент JBrowse предоставляет все собранные каркасы, что позволяет пользователю получить доступ к любой области каркаса выбранного генома орхидеи (рис. 4, шаг 4).На веб-странице перечислены все каркасы, которые пользователь может выбрать (рис. 4, шаг 5). Щелкните значок «Просмотр/Поиск», чтобы отобразить информацию о выбранном каркасе (рис. 4, шаг 6), а затем перейти на веб-страницу для навигации по подробным данным выбранного каркаса (рис. 4, шаг 7). Расположение генов, а также структуру интронов/экзонов генов можно было визуализировать (рис. 4, этапы с 8 по 12). Кроме того, аннотация микроРНК была интегрирована в последовательность генома (рис. 4, шаг 8). При нажатии на ген открывается всплывающее окно со ссылками для загрузки последовательностей CDS или информации об аннотациях гена (рис.4, шаги с 10 по 12). Модель гена, представленная в интерфейсе браузера генома, могла перейти на страницу «Аннотация гена». (рис. 4, шаг 13).

Страница аннотации гена.

На странице «Аннотация гена» перечислены идентификатор гена, расположение соответствующего каркаса, наилучшее попадание гомологов, значение E, картирование пути KEGG, термины генной онтологии (GO), классификация Interpro, Swissprot и TrEMBO (рис. 5). Пользователи могли получить доступ к этой странице через шаги с 1 по 3 на рис. 5. Через веб-интерфейс пользователи могли запрашивать целевую информацию, выбирая виды орхидей и вводя и/или отправляя ключевые слова или идентификатор гена на сервер (рис.5, шаг 4 — шаг 6). Последовательность гена и аннотированная информация, хранящаяся в реляционной базе данных, отображаются в веб-интерфейсе в ответ на запрос. Пользователи могли получить последовательность выбранного гена из идентификатора гена (рис. 5, шаг 7), внутреннюю ссылку на страницу «Браузер генома» из местоположения гена (рис. 5, шаг 8), получить значение FPKM гена. выражение (рис. 5, шаг 9), ссылка на GenBank из номера доступа (рис. 5, шаг 10), база данных KEGG из пути KEGG (рис. 5, шаг 11), база данных GO из термина GO (рис.5, шаг 12), базу данных Interpro от Interpro (рис. 5, шаг 13), базу данных Swiss-Prot от Swissprot (рис. 5, шаг 14) и базу данных TrEMBL от TrEMBL (рис. 5, шаг 15).

Рис. 5

Пошаговое руководство для страницы «Аннотации генов»

Страница экспрессии генов и страница путей метаболизма.

Список аннотированных генов со значением FPKM можно просмотреть на странице «Экспрессия генов» (рис. 6). Пользователи могут попасть на эту страницу через шаги с 1 по 3 на рис. 6. Пользователи могут выбрать вид и ввести идентификатор гена, чтобы найти экспрессию гена со значением FPKM в различных тканях и на разных стадиях развития (рис.6, шаг 4 — шаг 7). Идентификатор гена на этой странице содержит внутренние ссылки на страницу «Аннотация гена» (рис. 6, шаг 8).

Рис. 6

Пошаговое руководство для страницы «Экспрессия генов»

Страница «Путь метаболизма» содержит информацию о выбранных генах, участвующих в путях KEGG (рис. 7). Пользователи могли перейти на эту страницу с шага 1 по шаг 3 на рис. 7. При выборе вида (рис. 7, шаг 4) и нажатии на название пути (рис. 7, шаг 5) содержимое панели заменяется на отображать идентификаторы генов, участвующих в пути.Затем пользователи могли выбрать конкретные идентификаторы генов и щелкнуть значок «Выбрать и просмотреть результаты», и на изображении отображаются выделенные красным цветом ферменты, найденные в базе данных KEGG (рис. 7, шаги с 6 по 7). Цветное изображение пути является интерактивным для доступа к базе данных KEGG для получения дополнительной информации (рис. 7, шаг 7).

Рис. 7

Пошаговое руководство по «Пути метаболизма», стр.

(IV) BLAST, стр.

Чтобы помочь пользователям выполнить выравнивание последовательностей, OrchidBase 4.0 предоставляет пользователям графический интерфейс для запуска BLAST ( Инжир.8). Собранные каркасные последовательности, предсказанные последовательности генов и белков можно использовать для поиска BLAST [23]. Пользователи могут получить доступ к этой функции двумя способами: с шага 1 на шаг 2 или с шага 3 на шаг 4 на рис. 8. Пользователи могут выполнять поиск сходства входной последовательности с кодирующими последовательностями ДНК, предсказанными последовательностями белков и последовательностями собранного генома, используя Инструменты поиска BLAST (BLASTx, tBLASTx, BLASTp, BLASTn, tBLASTn) (рис. 8, шаг 5). Последовательности можно отправить, вставив последовательности на веб-страницу (рис.8, шаг 6 — шаг 7). Пользователи могут установить соответствующие параметры или просто выбрать параметры по умолчанию для запуска поиска. Результат поиска BLAST содержит списки идентификаторов генов (рис. 8, шаг 8 и шаг 10), ссылку на страницу «Аннотации генов» (рис. 8, шаг 9) и детали результатов выравнивания (рис. 8). , шаг 11).

Рис. 8

Пошаговое руководство по использованию инструмента «BLAST»

Новый взгляд на молекулярный механизм цветовой дифференциации цветочных сегментов орхидей

Растительные материалы и образцы

Rhyncholaeliocattleya Beauty Girl Цветки KOVA (KOVA) очень крупные, с бледно-розовыми околоцветниками, пурпурно-красным эпихилом и желтым гипохилием (рис.1а), в то время как у мутанта KOVA 1 (M1) губа превратилась в лепестки (рис. 6а). Цветок гибрида Phalaenopsis имеет белые околоцветники и светло-желтую губу с красными полосами (рис. 4а) и использовался для анализа транзиентной сверхэкспрессии для определения функции изоформ/унигенов.

Все орхидеи, использованные в данном исследовании, выращены в теплице Китайского академического лесного хозяйства (Пекин, Китай) при естественном освещении при дневной и ночной температуре 24–30 °C.

Мы собрали чашелистики, лепестки, пурпурно-красную область эпихилес и желтую область гипохилесов из цветков KOVA в D1 (т.т. е., длина побегов <2  см), D4 (т. е. длина побегов 4–5  см), D7 (т. е. через два дня после цветения) и D8 (т. е. через десять дней после цветения) (рис. 1d). Также были взяты образцы тех же четырех тканей цветков M1. Были отобраны участки транзиторной гиперэкспрессии изоформы/унигена в цветках гибрида Phalaenopsis . Все материалы были отобраны, немедленно заморожены в жидком азоте и затем хранились при температуре -80 °C.

Идентификация пигментов

Согласно предыдущему исследованию 47 ткани цветков взвешивали (50 мг), измельчали ​​в порошок в жидком азоте и ресуспендировали в 200 мкл метанола, что позволило экстрагировать флавоноиды и каротиноиды из ткани пудра.Затем к метанольному экстракту добавляли равные объемы воды и дихлорметана с последующим тщательным перемешиванием. Наконец, образцы центрифугировали при 13 000 об/мин в течение 2 мин для разделения флавоноидов и каротиноидов на надосадочную жидкость (водную) и донную жидкость (неводную).

Профилирование метаболитов

Флавоноиды и каротиноиды в чашелистиках, лепестках, эпихиле и гипохилиях цветков KOVA в дни 7 и 8 были идентифицированы и количественно оценены с использованием системы LC-ESI-MS/MS (рис.1д; ВЭЖХ, система UFLC SHIMADZU CBM20A, www.shimadzu.com.cn/; MS, Applied Biosystems 4500 QTrap, www.appliedbiosystems.com.cn/). Кроме того, общий хлорофилл экстрагировали и определяли количественно, как описано ранее в ref. 48 . На обоих этапах для каждой части цветка оценивали по три пучка биологических повторов (т. е. образцы одного и того же сегмента от четырех особей смешивали для получения одной повторности), всего 24 образца. Флавоноиды, присутствующие в лиофилизированных образцах, были извлечены, идентифицированы и количественно определены с использованием ранее описанного метода 49 .

Для экстракции каротиноидов лиофилизированные образцы измельчали ​​в порошок с помощью мешалки-мельницы (MM 400, Retsch, Германия) с шариками диоксида циркония в течение 1,5 мин при 30 Гц, взвешивали 100 мг порошка и добавляли к 1 мл экстракционного раствора 1 (гексан–ацетон–этанол (2:1:1 по объему), содержащий 0,1% бутилгидрокситолуола). Затем образец встряхивали в течение 30 с и центрифугировали при 14 000 об/мин и 4°С в течение 5 мин. Надосадочную жидкость собирали и смешивали с 1 мл экстракционного раствора, после чего смесь снова центрифугировали.Конечную надосадочную жидкость сушат в токе газообразного азота. В общей сложности 200 мкл экстракционного раствора 2 ((этилнитрил-метиловый спирт)-метил-трет-бутиловый эфир (17(3:1:3) по объему) использовали для растворения высушенных остатков, после чего образец взбалтывали на вортексе. в течение 30 с и центрифугировали при 12 000 об/мин при 4°С в течение 2 мин. Наконец, остатки экстракта фильтровали через мембранный фильтр 0,22 мкм и хранили в коричневых склянках. Количественное определение каротиноидов в образцах проводили в соответствии с ранее описанным методом 50 .Кроме того, общие каротиноиды и антоцианы образцов, демонстрирующих временную гиперэкспрессию, были извлечены и количественно определены, как описано ранее 48,51 .

Экстракция тотальной РНК и оценка качества

Все лиофилизированные образцы измельчали ​​в порошок в жидком азоте и взвешивали (50  мг) для экстракции тотальной РНК с использованием набора для экстракции РНК (Huayueyang Biotechnology Inc., Пекин, Китай) после характеристики комплекта. Мы использовали биоанализатор Agilent 2100 (Agilent Technologies Inc., Калифорния, США) и электрофорез в агарозном геле для определения целостности РНК, а чистоту и концентрацию РНК анализировали с использованием системы NanoDrop™ One/One C (Thermo Fisher Scientific, Массачусетс, США).

Подготовка библиотеки PacBio

Iso-Seq , секвенирование и анализ данных

Подготовка библиотеки PacBio Iso-Seq и секвенирование выполнялись, как описано ранее 52 с некоторыми изменениями. Чтобы получить все полноразмерные последовательности транскриптома, экспрессированные во время развития цветка KOVA, полную РНК чашелистиков, лепестков, эпихилей и гипохилов из цветков D1, D7 и D8 полностью смешивали в равных количествах для создания библиотек секвенирования.Затем синтезировали кДНК с использованием набора для синтеза кДНК SMARTer™ PCR. После 14 циклов ПЦР-амплификации продукты размером 1–4 т.п.н. и >4 т.п.н. использовали для создания библиотек с использованием системы выбора размера BluePippin™ (Sage Science, Массачусетс, США). Затем для двух библиотек была проведена крупномасштабная ПЦР для амплификации полноразмерной кДНК, которую использовали для конструирования библиотеки SMRTbell (включая репарацию повреждений кДНК, терминальную репарацию и лигирование с помощью адаптеров гантелеобразного типа SMRT). Перед секвенированием матрицу SMRTbell отжигали с праймером для секвенирования, а полимеразу связывали с отожженной праймером матрицей.Матрицы, связанные с полимеразой, секвенировали на платформе PacBio Sequel с использованием химии P6-C4 с 10-часовыми фильмами.

Уникальные полноразмерные последовательности транскриптома (изоформы) были получены из необработанных данных секвенирования с использованием конвейера SMRT Link v5.0.1 53 при поддержке Pacific Biosciences. Во-первых, чтения циклической консенсусной последовательности (CCS) были извлечены из субчтений в файле BAM. Во-вторых, чтения CCS были классифицированы на полноразмерные нехимерные (FLNC), неполноразмерные (nFL), химерные и короткие (т.е., длина считывания <200  п.н.) считывается в зависимости от того, были ли обнаружены праймеры кДНК и хвосты поли-А. Впоследствии мы использовали итеративную кластеризацию для исправления ошибок (ICE) для кластеризации чтений FLNC и создания согласованных чтений FLNC, которые были дополнительно отшлифованы с считываниями nFL с использованием Quiver для получения высококачественных согласованных чтений FLNC. Наконец, избыточные высококачественные консенсусные чтения FLNC были удалены с использованием CD-HIT-v4.6.7 54 с порогом идентичности 0,99 для получения окончательных изоформ.

Окончательные изоформы были аннотированы поиском BLAST по базе данных неизбыточных белков (Nr) (http://www.ncbi.nlm.nih.gov) и базе данных Киотской энциклопедии генов и геномов (KEGG) (http://www.ncbi.nlm.nih.gov) www.genome.jp/kegg) при пороговом значении E 1e−5. Чтобы исключить изоформы, которые могли быть получены из вируса мозаики Cymbidium (CymMV), мы использовали геномы CymMV (ref|NC_001812.1|) в качестве эталона для идентификации исходных из вируса изоформ в соответствии с их сходством (покрытие запросов > 90% и процент идентичности > 80%) и получили окончательный набор изоформ.Кодирующие последовательности (CDS), белковые последовательности и последовательности UTR изоформ анализировали с использованием ANGEL 55 . Мы сопоставили белковые последовательности изоформ с базой данных Pfam (версия 26.0) с помощью программы Pfam_Scan 56 и базы данных SMART (версия от 08.06.2012) с программой HMMER для скрытых марковских моделей профиля для анализа биопоследовательностей (http: //hmmer.org/) для предсказания белковых доменов.

Подготовка библиотеки транскриптомов Illumina (RNA-Seq), секвенирование и оценка уровня экспрессии

Суммарная РНК чашелистиков, лепестков, эпихилей и гипохилей из цветков D1, D4, D7 и D8 была извлечена и использована для RNA-Seq последовательность (рис.1г) с целью описания профиля экспрессии транскриптома во время развития цветка KOVA. На этих четырех этапах оценивали по три биологических повторных пучка из каждой части цветка (т. е. образцы из одних и тех же структур 4–6 особей смешивали, чтобы сформировать один повтор), всего 48 образцов. Подготовка библиотеки РНК Seq проводилась в соответствии с предыдущим исследованием 57 . Конечные продукты ПЦР секвенировали с использованием Illumina HiSeq TM 4000.

Мы использовали внутренние сценарии Perl для обработки необработанных данных для получения чистых данных. В этом процессе чтения, содержащие адаптеры, чтения, содержащие более 10% неизвестных нуклеотидов (N), и чтения низкого качества, содержащие более 50% низкокачественных ( Q -значение ≤ 10) оснований, отфильтровывались от необработанных данных. Прочтения рРНК были удалены из чистых данных для получения эффективных данных с использованием Bowtie2 58 . Эффективные данные были сопоставлены с геномом CymMV (ref|NC_001812.1|) с использованием Bowtie2, а чтения CymMV были отфильтрованы от эффективных данных для получения окончательных чистых данных.Эти окончательные чистые данные затем были сопоставлены с псевдоэталонным геномом (т. е. ранее описанным окончательным набором изоформ) с использованием HISAT2 59 . Некартированные чтения были собраны de novo с помощью Trinity 60 для получения набора unigene. Аннотация, CDS, белковые последовательности, последовательности UTR и предсказания белковых доменов unigenes были проанализированы с использованием метода, согласующегося с описанным выше подходом. Затем мы объединили эти unigenes с данными PacBio Iso-Seq, в результате чего был получен окончательный эталонный транскриптом для KOVA.Уровни экспрессии изоформ и унигенов оценивали методом FPKM с использованием RSEM 61 .

Филогенетический анализ и построение сети совместной экспрессии

Филогенетическое дерево ML было построено с использованием RAxML-HPC BlackBox с параметрами по умолчанию на CIPRES SCIENCE GATEWAY (http://www.phylo.org/) для анализа филогенетических отношений среди R2R3-MYB KOVA и генов других растений. Выравнивание последовательностей выполняли с помощью MUSCLE 62 .Затем были построены филогенетические деревья штата Нью-Джерси со значениями начальной загрузки, оцененными по 1000 повторным запускам с использованием MEGA7 63 для анализа филогенетических взаимоотношений между AP3- и AGL6-подобными генами KOVA и генами других растений. Филогенетические деревья были модифицированы с помощью Evolgenius (http://www.evolgenius.info/evolview/). Анализ тепловой карты использовался для отображения профиля экспрессии изоформы/унигена с использованием инструментов Omiscshare (http://omicshare.com/tools/). WGCNA был выполнен с использованием WGCNA (v1.47) пакет в R 64 . Значения экспрессии изоформ/унигенов были импортированы в пакет WGCNA для установления модулей совместной экспрессии с использованием функции автоматического построения сети blockwiseModules с параметрами deissuesettings, за исключением того, что мощность была равна 0,5; TOMType не был подписан; значение mergeCutHeigh равнялось 0,8; а minModuleSize равнялся 50. В итоге все изоформы/унигены были сгруппированы в 17 модулей. Сети визуализировали с помощью Cytoscape v3.3.0.

qRT-PCR анализ

кДНК синтезировали из тотальной РНК с использованием EasyScript One-Step gDNA Removal и cDNA Synthesis SuperMix (TransGen Biotech, Пекин, Китай).Пары праймеров для каждой изоформы/унигена были разработаны с использованием NCBI Primer-BLAST (http://www.ncbi.nlm.nih.gov). Матрицу кДНК полностью смешивали с 2X TB Green™ Premix Ex Taq™ (TaKaRa, Япония) и использовали для количественной ОТ-ПЦР в системе LightCycler 480 (Roche, США). Протокол qRT-PCR включал начальную стадию денатурации (95°C в течение 30 с, скорость линейного изменения 4,4°C/с), за которой следовали 45 циклов ПЦР (95°C в течение 5 с, скорость линейного изменения 4,4°C/с). ; 60°C в течение 30 с, скорость линейного изменения 2,2°C/с, режим сбора данных: одиночный), плавление (режим анализа: кривая плавления, 95°C в течение 5 с, скорость линейного изменения 4.4 °С/с; 60 °C в течение 1 мин, скорость линейного изменения 2,2 °C/с; 95 °C, режим сбора данных: непрерывный, наборы данных: 5/°C) и охлаждение (50°C в течение 30 с, скорость линейного изменения 2,2 °C/с). С D1 по D8 уровни транскрипции изоформ/унигенов рассчитывали по трем биологическим образцам. Для нормализации использовали ген домашнего хозяйства 18S KOVA и PeActin4 65 . Все праймеры для ПЦР перечислены в дополнительных материалах (дополнительная таблица 1).

Переходное сверхэкспрессия

R2R3-Myb S на Agrobacterium Infiltration RCPCP1 , RCPCP1 , RCPAP1 и RCPAP2 и RCPAP2 были клонированы с помощью соответствующих клонирующих праймеров, которые были разработаны на основе транскрипточных данных ( Дополнительная таблица 1).Конструирование вектора сверхэкспрессии и инфильтрацию проводили с использованием ранее описанного метода 5 с некоторыми модификациями. Вкратце, RcRCP1 , RcPA1 и RcPA2 лигировали в pCAMBIA1304 с использованием лигазы Т4. Рекомбинантные плазмиды трансформировали в Agrobacterium tumefaciens EHA105 путем активации нагреванием. После инкубации раствор EHA105, содержащий векторы сверхэкспрессии, центрифугировали, а затем осадки бактериальных клеток ресуспендировали путем добавления жидкой инфекционной среды (жидкая среда Мурасиге и Скуга, содержащая 1 мМ MES и 100 мкМ ацетосирингона) к OD 600  = 1.Конечные суспензии вводили в лепестки гибрида Phalaenopsis за два дня до цветения с помощью инъектора. В дальнейшем инфицированный гибрид Phalaenopsis культивировали в теплице Китайского академического лесного хозяйства при естественном освещении при дневной и ночной температуре от 24 до 30 °С в течение 6–8 дней. После появления стабильного фенотипа область транзиторной гиперэкспрессии изоформы/унигена в цветке фотографировали и выделяли РНК.Чтобы обеспечить надежность результатов, оценку фенотипов в анализе транзиторной сверхэкспрессии каждой изоформы/унигена независимо повторяли не менее трех раз.

Статистика и воспроизводимость

Критерий значимости был проведен с помощью парного t -критерия Стьюдента с использованием инструментов Omiscshare (http://omicshare.com/tools/), звездочка и двойная звездочка указывают на значения, которые значительно отличаются от значений в выборке с самым высоким значением P  < 0.05 и P  < 0,01 соответственно. В эксперименте по секвенированию RNA-Seq и профилированию метаболитов оценивали по три пучка биологических повторов из каждой части цветка (т.е. образцы из одних и тех же структур 4–6 особей смешивали, чтобы сформировать один повтор). Для анализов временной сверхэкспрессии оценку фенотипов в анализе временной сверхэкспрессии каждой изоформы/унигена независимо повторяли не менее трех раз для обеспечения надежности и воспроизводимости результатов.Кроме того, все эксперименты qRT-PCR в нашем исследовании были выполнены в трех биологических повторах, и уровни транскрипции изоформ/унигенов были рассчитаны для трех биологических образцов.

Сводка отчета

Дополнительную информацию о дизайне исследования можно найти в Сводке отчета об исследовании природы, связанной с этой статьей.

Специальный выпуск: Биология опыления орхидей

Специальный выпуск журнала Diversity (ISSN 1424-2818).Этот спецвыпуск относится к разделу «Животное разнообразие».

Крайний срок подачи рукописи: закрыто (30 ноября 2021 г.) .

Редактор специального выпуска

Проф. д-р Бетси Эссельман
Электронная почта Веб-сайт
Приглашенный редактор

Факультет биологических наук, Университет Южного Иллинойса, Эдвардсвилл, Эдвардсвилл, Иллинойс, США
Интересы: сохранение редких растений; микориза орхидей; взаимодействие орхидей и грибов; восстановление прерий; Platanthera leucophaea

Информация о специальном выпуске

Уважаемые коллеги,  

В биологии орхидей и сохранении орхидей доминирует сложная сеть взаимосвязей орхидей с грибами, их специализированными средами обитания и опылителями.Эта сложность — палка о двух концах; создавая впечатляющий набор эволюционного разнообразия, но оставляя виды уязвимыми для повышенных рисков, поскольку изменение климата сказывается на других участниках экосистемы. Биологические исследования опыления предоставляют данные, подтверждающие реинтродукции редких и находящихся под угрозой исчезновения видов орхидей. Этот специальный выпуск журнала Diversity посвящен биологии опыления и ее все более важному вкладу в сохранение орхидей.

Проф. д-р Бетси Эссельман
Приглашенный редактор

Информация о подаче рукописей

Рукописи должны быть представлены онлайн на сайте www.mdpi.com, зарегистрировавшись и войдя на этот сайт. После регистрации нажмите здесь, чтобы перейти к форме отправки. Рукописи можно подавать до указанного срока. Все статьи будут рецензироваться. Принятые статьи будут постоянно публиковаться в журнале (как только они будут приняты) и будут перечислены вместе на веб-сайте специального выпуска. Приглашаются исследовательские статьи, обзорные статьи, а также короткие сообщения. Для планируемых статей в редакцию можно отправить название и краткую аннотацию (около 100 слов) для размещения на сайте.

Представленные рукописи не должны быть опубликованы ранее или находиться на рассмотрении для публикации в другом месте (за исключением материалов конференции). Все рукописи проходят тщательную рецензирование в рамках единого процесса слепого рецензирования. Руководство для авторов и другая необходимая информация для подачи рукописей доступны на странице Инструкции для авторов. Diversity — международный рецензируемый ежемесячный журнал с открытым доступом, издаваемый MDPI.

Перед отправкой рукописи посетите страницу Инструкции для авторов.Плата за обработку статьи (APC) для публикации в этом журнале с открытым доступом составляет 1900 швейцарских франков (швейцарских франков). Представленные документы должны быть хорошо отформатированы и на хорошем английском языке.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.