豆科

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化石時期：56–0 Ma
古新世–現代[1]
File:Flowering kudzu.jpg
山葛 Pueraria montana
科學分類 編輯
界： 植物界 Plantae
演化支： 維管束植物 Tracheophyta
演化支： 被子植物 Angiosperms
演化支： 真雙子葉植物 Eudicots
演化支： 薔薇類植物 Rosids
目： 豆目 Fabales
科： 豆科 Fabaceae
Lindl., 1836[2]
Leguminosae
Juss., 1789 nom. alt.
Papilionaceae
Giseke, 1792 nom. alt.[3]
模式屬
蠶豆屬
Faba
Mill., 1754（=Vicia L., 1753）
亞科[4]
多樣性
730屬，19,400種
The biomes occupied by Fabaceae
豆科成員分佈圖，主要分佈於四類生物群系之中：熱帶雨林、溫帶、草原，以及沙地。[5]
異名
列表

豆科（學名：Fabaceae，替換名：Leguminosae、Papilionaceae[6]）又名蝶形花科、蘇木科、含羞草科，屬於真雙子葉植物豆目，有805屬[7]，逾兩萬種[8][9]，為目前已知陸生植物中第三大科，僅次於蘭科及菊科，占被子植物已知物種數的7%[10][11]。豆科中最大的五屬分別為黃芪屬（Astragalus，逾3,000種[12]）、相思樹屬（Acacia，逾1000種[13]）、木藍屬（Indigofera，逾700種[14]）、豬屎豆屬（Crotalaria，逾700種[15]）、含羞草屬（Mimosa，逾600種[16]），這五大屬佔了該科物種的約30%。豆科成員分佈廣泛，是非洲及美洲熱帶雨林和沙漠生物群系中最常見的科之一[17][18][19][20]。中國大陸有約172屬，逾1400種。臺灣原生及歸化的有約79屬246種。

豆科成員形態上包含喬木、灌木，也有多年生或一年生草本植物，最顯著的形態特徵是會結豆莢，葉多為複葉且具托葉。

分子系統發生學分析顯示，豆科最接近同屬於豆目的遠志科、海人樹科，以及皂皮樹科[21]。

人類利用豆科植物已經有數千年的歷史，且與人類演化具有密切關聯[22]，其中部分物種是重要的經濟作物，包含大豆（Glycine max）、菜豆（Phaseolus ）、豌豆（Pisum sativum）、花生（Arachis hypogaea）、紫花苜蓿（Medicago sativa）等等。

語源[編輯]

豆科的學名「Fabaceae」來自其模式屬蠶豆屬（Vicia）（模式種救荒野豌豆 Vicia sativa L.）的異名「Faba」（模式種蠶豆 Vicia faba L.）。「Faba」於源自拉丁文，意指「豆」。「Leguminosae」是該科更早的學名，但並未以模式屬的名字來命名，目前被視作仍然有效的保留名[6]。

分類[編輯]

本科可分為六個亞科[4]：

系統發生關係[編輯]

豆目各科的親緣關係如下[23][24]：

 
 

薔薇目 Rosales

 
豆目 Fabales
 

遠志科 Polygalaceae

 
 

海人樹科 Surianaceae

 
 
 

皂皮樹科 Quillajaceae

 
 

豆科 Fabaceae

 
 
 
 

豆科各亞科關係如下：[25]

豆科 Fabaceae
 
 

紫荊亞科 Cercidoideae

 
 

甘豆亞科 Detarioideae

 
 
 

山薑豆亞科 Duparquetioideae

 
 
 

酸欖豆亞科 Dialioideae

 
 
 

蘇木亞科 Caesalpinioideae

 
 

蝶形花亞科 Faboideae

 
 
 
 
 
 

描述[編輯]

豆科成員形態多樣，生活型涵蓋高大喬木（如大甘巴豆（英語：Koompassia excelsa））、灌木、藤本以及一年生或多年生草本，其中以多年生草本最為常見。其花序類型豐富，花通常為兩性花，具明顯花托，萼片與花瓣多為5枚，雄蕊通常10枚，可彼此分離，或花絲部分聯合；子房上位，由單一心皮構成。不同類群的花部形態差異較大，蝶形花亞科常具有典型蝶形花冠（英語：Papilionaceous flower）。

豆科最具代表性的果實類型為莢果。莢果由單一心皮發育而成，成熟時通常沿背縫線與腹縫線開裂。果實形態變化極大，可呈膜質、革質或木質，如草木犀屬的莢果直徑僅3至4毫米，而熱帶中藤本鴨腱藤的木質莢果可長達1公尺。部分類群的莢果可能具有翅、節或膨大結構，以利種子傳播，如老虎刺屬果實頂端具長圓形薄翅，紫檀屬莢果外圍具一圈寬翅。魚鰾豆的膜質莢瓣可膨脹呈泡囊狀，借風力傳播；豬腰豆則具有厚達2公分以上的木質果瓣。部分苜蓿屬和猴耳環屬的莢果呈螺旋狀盤捲，而阿勃勒的莢果則呈長棍狀。

除莢果形態外，豆科植物的種子形態也十分多樣，例如相思子的莢果內含鮮紅與黑色相間的種子，種皮堅硬有光澤。

生態[編輯]

許多豆科植物的根部可與根瘤菌形成共生關係。根瘤菌能夠將大氣中的氮固定為植物可利用的含氮化合物，從而提高土壤肥力，因此豆科植物在自然生態系統與人類農業中都具有重要作用。

多數豆科植物為蟲媒花，主要由蜜蜂傳粉，部分種類亦可由蛾類、蝴蝶、甲蟲、鳥類等傳粉。

決明屬植物通常具有適應蜂振傳粉（英語：Buzz pollination）的特化花部結構，其花葯多為孔裂型，花粉經頂端小孔釋放，需由蜜蜂等昆蟲振動花葯方可散出。此外，許多決明屬物種具有異型雄蕊現象，即同一花中的雄蕊在大小、形態與功能上出現分化。不同物種之間在花葯孔位置、藥室融合方式及柱頭結構上亦具有顯著差異。這些花部特徵與分子系統學所支持的演化關係大致一致，顯示該類花部特徵在分類學與演化生物學研究中的重要性[26]。

美洲雲實屬及雲實屬植物花絲基部被毛，遮蓋雌蕊和花托口部，僅有體型較大的木蜂能進入，從而實現了對傳粉者的篩選，並在結構上限制了自花授粉[27]。

含羞草亞科和蘇木亞科的一些種類會與螞蟻形成互利共生關係。例如金合歡屬（Vachellia）植物具有中空的托葉刺、花外蜜腺（英語：Nectar#Extrafloral nectaries）及富含脂質和蛋白質的貝氏體（Beltian bodies），可為螞蟻（常為偽切葉蟻屬）提供食物與棲所，而螞蟻則協助植物抵禦食草動物與其他競爭植物。含羞草屬[28]、山扁豆屬（原阿勒勃屬）[29]、刺槐屬、菜豆族（tribe Phaseoleae）部分屬（如豇豆屬、菜豆屬）等其它豆科類群也可通過分泌花外蜜汁吸引螞蟻為其巡邏，但與螞蟻的共生關係較鬆散或有待進一步研究。

參見[編輯]

參考文獻[編輯]

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外部連結[編輯]

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