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【植物界全系列】菊目—菊科(一):形态特征

时间:2022-07-23 11:46:10 热文 我要投稿

菊目—菊科(一):形态特征

 

真核生物域

植物界

被子植物门

双子叶植物纲

菊目

菊科

 

菊科(学名:Asteraceae)是真双子叶植物菊目的一个科。菊科是真双子叶植物中最大的一个科,现在已有至少13个亚科、1689属和32,913种。

菊科植物广泛分布在全世界,但热带地区较少。中国有约200属2000多种,包括了菊花、蒲公英、大蓟、小蓟、茵陈、艾叶、青蒿、紫苑、鹅不食草、向日葵等植物。菊科的学名是由模式属紫菀属(Aster)而来,是“星形”的意思,指菊科植物的头状花序似星形。菊科和兰科常被视为最进化的植物。

1.分类法

菊科植物首次于1792年由德国植物学家保罗·迪特里希·吉塞克描述。传统上,两个亚科被承认:菊亚科(Asteroideae或Tubuliflorae)和舌状花亚科(或Liguliflorae,宽松定义)。后者已被证明是广泛并系的,现在已经被分成11个亚科,但前者仍然有效。

值得注意的是,菊亚科、舌状花亚科(严谨定义)、管状花亚科和帚菊木亚科这四个亚科包含有整个科99%的物种多样性(大约分别是70%,14%,11%和3%)。因为这个科表现形态的复杂性,分类学家对于通用界限达成一致意见常常是困难的。其结果是,几个这样的属需要多个修订版。

(1)菊亚科

菊亚科(Asteroideae)是菊科下最大的一个亚科,该科70%的种都位于该亚科下,分布遍及全球,且多为灌木。该亚科下最大族是千里光族,该族有三千多个种,其中三分之一属于千里光属。蜡菊属和艾属也各有超过500个种。该亚科生物在4600万至3650万年前出现。

(2)舌状花亚科

舌状花亚科(学名:Cichorioideae)为菊科的一个亚科,其特征为头状花序全部小花为舌状,植物有乳汁,花粉粒外壁有刺脊。舌状花亚科熟悉的成员包括莴苣,蒲公英和勋章菊种。该亚科尚可细分为12个族,包括约240属,2900种。除了分子特征之外,它是异质的和很难描述的。

(3)管状花亚科

管状花亚科(学名:Carduoideae)为菊科的一个亚科,其特征为头状花序全部为同形两性的管状花,其下包括春黄菊族、金盏花族、菜蓟族、蓝刺头族、帚菊木族、千里光族、紫菀族、泽兰族、堆心菊族、向日葵族、旋覆花族、斑鸠菊族等族。

(4)刺菊木亚科

刺菊木亚科(Barnadesioideae)是菊科中的一个亚科,原生于南美洲,分子上的证据显示此一亚科为菊科中的基群。

该科植物均为常绿灌木,由昆虫和蜂鸟(尤其是山蜂鸟属生物)传粉。其多生长于干旱地区,是当地动物的重要食物来源。

2.形态特征

草本、亚灌木或灌木,稀为乔木。有时有乳汁管或树脂道。叶通常互生,稀对生或轮生,全缘或具齿或分裂,无托叶,或有时叶柄基部扩大成托叶状。

花两性或单性,极少有单性异株,整齐或左右对称,五基数,少数或多数密集成头状花序或为短穗状花序,为1层或多层总苞片组成的总苞所围绕;头状花序单生或数个至多数排列成总状、聚伞状、伞房状或圆锥状;花序托平或凸起,具窝孔或无窝孔,无毛或有毛;具托片或无托片;萼片不发育,通常形成鳞片状、刚毛状或毛状的冠毛;花冠常辐射对称,管状,或左右对称,两唇形,或舌状,头状花序盘状或辐射状,有同形的小花,全部为管状花或舌状花,或有异形小花,即外围为雌花,舌状,中央为两性的管状花。

雄蕊4-5个,着生于花冠管上,花药内向,合生成筒状,基部钝,锐尖,戟形或具尾;花柱上端两裂,花柱分枝上端有附器或无附器;子房下位,合生心皮2枚,1室,具1个直立的胚珠;果为不开裂的瘦果;种子无胚乳,具2个,稀1个子叶。

菊科植物最主要的特征是花序为头状花序,头状花序是由许多花簇生在似头状的总花萼上所组成的,而这些花常被称为“小花”。小花有舌状花和管状花二种,舌状花的花瓣长条形,通常生长在头状花序的外围,管状花的花瓣合生成管状,通常生长在头状花序的中央。

菊科的头状花序有下列三种类型:

头状花序有舌状花和管状花:向日葵、紫菀。

头状花序只有舌状花:蒲公英、菊苣。

头状花序只有管状花:大蓟、藿香蓟。

3.种类分布

本科约有1000属,25000-30000种,广布于全世界,热带较少。我国约有200余属,2000多种,产于全国各地。

中国约有233属近 3000种,全国各地分布,其中异裂菊属、复芒菊属、太行菊属、画笔菊属、重羽菊属、黄缨菊属、川木香属、球菊属、葶菊属、栌菊木属、蚂蚱腿子属、花佩属、华蟹甲草、华千里光属、紫菊属、君范菊属等15属为中国特有。

4.主要价值

(1)药用价值

菊科的一个主要特征是菊糖完全代替了淀粉作为多聚糖贮存。菊科所含有的倍半萜内酯类具有强心、抗癌、驱虫、镇痛等作用。本科中有350余种倍半萜内酯。地胆草属某些种含苦地胆苦素和异苦地胆苦素。这些成分均有抑制肿瘤生长的作用。由泽兰属的某些种提出的泽兰苦内酯、泽兰氯内酯等8种倍半萜内酯是抑制肿瘤生长的活性成分。艾属的许多种植物含山道年。菊科有大量的药用、观赏和经济植物。药用植物有泽兰、火绒草、天名精、野菊、菊花、青蒿、款冬、千里光、白术、苍术、牛蒡、雪莲花、红花、旋复花、蒲公英等。在中国菊科植物中,大约有 300种可为药用。向日葵、苍耳、小葵子为油料植物。原产热带美洲的甜叶菊,含极高糖分,为食品工业原料,引种栽培。洋姜块茎可加工成酱菜,茼蒿是中国各地的蔬菜。艾纳香,又名冰片草,叶含龙脑等,可提制冰片。除虫菊是重要的杀虫或驱虫植物。

(2)观赏价值

菊科中有许多著名的观赏植物,如菊花、木茼蒿、金盏花等。根据头状花序的结构分为两个亚科:

①管状花亚科。头状花序盘状,全部小花两性,管状,或头状花序异型,边花雌性细丝状或细管状而中央两性花管状,或边花 [2]  假舌状雌性而中央两性花管状。

②舌状花亚科。头状花序辐射状,同型,全部小花两性,舌状,植物有乳汁,只有1族,即菊莴族。

5.都丽菊属

都丽菊属(学名:Ethulia)是菊科下的一个属,为分枝草本植物。该属共有10种,分布于亚洲、非洲和美洲热带地区。中国有1种,分布于云南、台湾。

(1)形态特征

直立草本,叶互生,具锯齿或全缘,羽状脉。头状花序小,有多数同形的花,排列成疏伞房花序;总苞钟状或半球形;总苞片多层,覆瓦状排列,近叶质,具干膜质边缘,外层较短;花托平或稍凸起,无托毛。全部为结实的两性花,花冠管状、淡紫色或淡红色,管部细,檐部钟状,上端5齿裂;花药顶端稍尖,基部有钝或圆形的耳;花柱分枝丝状,顶端钻形,被短微毛;瘦果倒塔形,具4-5稀,6个高起的肋,肋间有腺点,顶端截形,具5角形厚质的环,无冠毛。

(2)都丽菊

都丽菊(学名:Ethuliaconyzoides)为菊科都丽菊属的植物。分布于云南南部(勐海、西双版纳)和台湾。印度、中南半岛及非洲热带地区也有广泛分布。生长于海拔600米至1,400米的地区,一般生长在池塘以及稻田边,目前尚未由人工引种栽培。

6.斑鸠菊属

斑鸠菊属(学名:Vernonia)也称铁鸠菊属,为菊科的一个植物种属,包含超过1000种草本植物及灌木,分布于美洲、亚洲和非洲的热带和温带地区。我国有27种,主要分布于西南、华南及东南沿海各省区。部分品种可食用,亦可入药,而且具经济价值。花色大多数为紫蓝色。

属名Vernonia为纪念17世纪英国旅行家及植物学家WilliamVernon而命名。

(1)形态特征

草本,灌木或乔木,有时藤本。叶互生,稀对生,通常具柄或无柄,不下延,全缘或具齿,羽状脉,稀具近基三出脉两面或下面常具腺;头状花序小或中等大,稀大,多数或较多数排列成圆锥状,伞房状或总状,或数个密集成圆球状,稀单生,具同型的两性花,花少数至多数,稀1个,全部结实;总苞钟状,长圆状圆柱形,卵形或近圆球形;总苞片疏松或紧贴,数层至多层,覆瓦状,草质,干质或革质,顶端钝,尖至刺尖,或具草质或膜质有色的附属物,向外渐短,常具腺;花托平,无毛或稀具短毛,具遂状边缘的窝孔或泡状窝孔;花粉红色,淡紫色,少有白色或金黄色,花冠管状,常具腺,管部细,檐部钟状或钟状漏斗状,上端具5裂片;花药顶端尖,基部箭形或钝,具小耳;花柱分枝细,钻形,顶端稍尖,被微毛;瘦果圆柱状或陀螺状,具棱,或具肋,顶端截形,基部常具胼胝质,被短毛或无毛,常具腺;冠毛通常2层,稀1层,内层细长,糙毛状,脱落或宿存,外层极短,多数或少数,刚毛状或鳞片状,或有时无冠毛。

(2)斑鸠菊

斑鸠菊(学名:Vernoniaesculenta)为菊科班鸠菊属的植物,是中国的特有植物。分布于中国大陆的云南、广西、贵州、四川等地,生长于海拔1,000米至2,700米的地区,多生于草坡灌丛、山坡阳处、山谷疏林和林缘,目前尚未由人工引种栽培。

生长于山坡阳处,草坡灌丛,山谷疏林或林缘,海拔1000-2700米 [1]  。不耐寒,喜阳光充足、温暖;稍耐阴:对土壤要求不严,耐瘠薄。播种或分株繁殖,多在春季进行。抗性强,栽培容易。

产于四川西部和西南部(泸定、康定、汉源、石棉、西昌、米易、盐源、九龙、冕宁、普格、泸沽等)、云南西北部、中部、东部和南部、贵州西南部(册亨)、广西西部(隆林、百色、靖西、那坡、都安等)。

园林价值:斑鸠菊抗逆性强,花期长,花果小而繁多。在中国西南或南方一些气温高燥的地区,可作为庭园观赏树种,丛植或片植均较适宜。

药用价值:味甘;涩;性凉。清热解毒;生肌敛疮。主治阑尾炎;疮疖;烫火伤。

7.凋缨菊属

凋缨菊属(学名:Camchaya)是菊科下的一个属,为一年生草本植物。该属共有4种,分布于中南半岛。中国有1种,分布于云南。

(1)形态特征

一年生直立草本。叶互生,具柄,边缘波状或具锯齿,羽状脉。头状花序有多数同形的两性花,单生于茎枝的顶端或上部叶腋,稀排列成伞房状;总苞钟状或半球形;总苞片多层,覆瓦状,草质,极不等长,外层较短;花托平,中央具圆形窝孔,无托毛;花全部结实,紫色或淡紫色,花冠管状,管部细,檐部上端具5个三角形或线状披针形裂片,外面常有腺毛;花药顶端三角形,尖,基部具钝耳;花柱分枝线形,顶端渐尖,被短微毛;瘦果倒卵形或长圆状卵形,稍扁,顶端圆形,无毛,具10条纵肋;冠毛有1-10个易脱落或部分脱落的毛,或无冠毛。

(2)凋缨菊

凋缨菊(学名:Camchayaloloana)为菊科凋缨菊属的植物。分布于云南南部(河口、思茅、景东、西双版纳)。泰国、越南也有分布。生长于海拔540米至1,600米的地区,见于林缘、山谷灌丛和疏林中,目前尚未由人工引种栽培。

8.地胆草属

地胆草属(学名:Elephantopus)是菊科下的一个属,为草本植物。该属约30余种,大部分分布于美洲,少数种分布于热带非洲、亚洲及大洋洲。中国有2种,分布于华南和西南部。

(1)形态特征

多年生坚硬草本,被柔毛。叶互生,无柄,或具短柄,全缘或具锯齿,或少有羽状浅裂,具羽状脉。头状花序多数,密集成团球状复头状花序,复头状花序基部被数个叶状苞片所包围,具坚硬的花序梗,在茎和枝端单生或排列成伞房状,具数个花;总苞圆柱形或长圆形,稍压扁;总苞片2层,覆瓦状,交叉对生,长圆形,顶端急尖或具小刺尖,外层4个较内层的4个短;花托小,无毛;花全部两性,同形,结实,花冠管状,檐部漏斗状,上端5裂,通常一侧深裂;花药顶端短尖,基部短箭形,具钝耳;花柱分枝丝状,被微毛,顶端钻形;瘦果长圆形,顶端截形,具10条肋,被短柔;冠毛1层,具5条硬刚毛,基部宽扁。

(2)地胆草

地胆草(学名:Elephantopusscaber),又名灯竖朽、苦地胆(本草纲目拾遗)、地胆头、磨地胆(广州)、鹿耳草(海南),是菊科地胆草属的植物。生长于海拔300米至1,500米的地区,见于路旁、开旷山坡或山谷林缘。广泛分布于美洲、亚洲、非洲各热带地区;在中国分布于浙江、江西、福建、台湾、湖南、广东、广西、贵州及云南等省区。

食用:地胆草根系有独特香味及功效,在中国南方民间多用作食材,被作为煲汤原料广泛使用。

药用:地胆草主要以根部入药,味苦、性寒,具有清热、凉血、解毒、利湿的功效,用于治疗感冒、扁桃体炎、眼结膜炎、黄疽、肾炎水肿、湿疹、胃病、肝炎、肾炎和支气管炎等。