豆科

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化石时期：56–0 Ma
古新世–现代[1]
File:Flowering kudzu.jpg
山葛 Pueraria montana
科学分类 编辑
界： 植物界 Plantae
演化支： 维管植物 Tracheophyta
演化支： 被子植物 Angiosperms
演化支： 真双子叶植物 Eudicots
演化支： 蔷薇类植物 Rosids
目： 豆目 Fabales
科： 豆科 Fabaceae
Lindl., 1836[2]
Leguminosae
Juss., 1789 nom. alt.
Papilionaceae
Giseke, 1792 nom. alt.[3]
模式属
蚕豆属
Faba
Mill., 1754（=Vicia L., 1753）
亚科[4]
多样性
730属，19,400种
The biomes occupied by Fabaceae
豆科成员分布图，主要分布于四类生物群系之中：热带雨林、温带、草原，以及沙地。[5]
异名
列表

豆科（学名：Fabaceae，替换名：Leguminosae、Papilionaceae[6]）又名蝶形花科、苏木科、含羞草科，属于真双子叶植物豆目，有805属[7]，逾两万种[8][9]，为目前已知陆生植物中第三大科，仅次于兰科及菊科，占被子植物已知物种数的7%[10][11]。豆科中最大的五属分别为黄芪属（Astragalus，逾3,000种[12]）、相思树属（Acacia，逾1000种[13]）、木蓝属（Indigofera，逾700种[14]）、猪屎豆属（Crotalaria，逾700种[15]）、含羞草属（Mimosa，逾600种[16]），这五大属占了该科物种的约30%。豆科成员分布广泛，是非洲及美洲热带雨林和沙漠生物群系中最常见的科之一[17][18][19][20]。中国大陆有约172属，逾1400种。台湾原生及归化的有约79属246种。

豆科成员形态上包含乔木、灌木，也有多年生或一年生草本植物，最显著的形态特征是会结豆荚，叶多为复叶且具托叶。

分子系统发生学分析显示，豆科最接近同属于豆目的远志科、海人树科，以及皂皮树科[21]。

人类利用豆科植物已经有数千年的历史，且与人类演化具有密切关联[22]，其中部分物种是重要的经济作物，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。

语源[编辑]

豆科的学名“Fabaceae”来自其模式属蚕豆属（Vicia）（模式种救荒野豌豆 Vicia sativa L.）的异名“Faba”（模式种蚕豆 Vicia faba L.）。“Faba”于源自拉丁文，意指“豆”。“Leguminosae”是该科更早的学名，但并未以模式属的名字来命名，目前被视作仍然有效的保留名[6]。

分类[编辑]

本科可分为六个亚科[4]：

系统发生关系[编辑]

豆目各科的亲缘关系如下[23][24]：

 
 

蔷薇目 Rosales

 
豆目 Fabales
 

远志科 Polygalaceae

 
 

海人树科 Surianaceae

 
 
 

皂皮树科 Quillajaceae

 
 

豆科 Fabaceae

 
 
 
 

豆科各亚科关系如下：[25]

豆科 Fabaceae
 
 

紫荆亚科 Cercidoideae

 
 

甘豆亚科 Detarioideae

 
 
 

山姜豆亚科 Duparquetioideae

 
 
 

酸榄豆亚科 Dialioideae

 
 
 

苏木亚科 Caesalpinioideae

 
 

蝶形花亚科 Faboideae

 
 
 
 
 
 

描述[编辑]

豆科成员形态多样，生活型涵盖高大乔木（如大甘巴豆（英语：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为常见。其花序类型丰富，花通常为两性花，具明显花托，萼片与花瓣多为5枚，雄蕊通常10枚，可彼此分离，或花丝部分联合；子房上位，由单一心皮构成。不同类群的花部形态差异较大，蝶形花亚科常具有典型蝶形花冠（英语：Papilionaceous flower）。

豆科最具代表性的果实类型为荚果。荚果由单一心皮发育而成，成熟时通常沿背缝线与腹缝线开裂。果实形态变化极大，可呈膜质、革质或木质，如草木犀属的荚果直径仅3至4毫米，而热带中藤本鸭腱藤的木质荚果可长达1米。部分类群的荚果可能具有翅、节或膨大结构，以利种子传播，如老虎刺属果实顶端具长圆形薄翅，紫檀属荚果外围具一圈宽翅。鱼鳔豆的膜质荚瓣可膨胀呈泡囊状，借风力传播；猪腰豆则具有厚达2公分以上的木质果瓣。部分苜蓿属和猴耳环属的荚果呈螺旋状盘卷，而阿勃勒的荚果则呈长棍状。

除荚果形态外，豆科植物的种子形态也十分多样，例如相思子的荚果内含鲜红与黑色相间的种子，种皮坚硬有光泽。

生态[编辑]

许多豆科植物的根部可与根瘤菌形成共生关系。根瘤菌能够将大气中的氮固定为植物可利用的含氮化合物，从而提高土壤肥力，因此豆科植物在自然生态系统与人类农业中都具有重要作用。

多数豆科植物为虫媒花，主要由蜜蜂传粉，部分种类亦可由蛾类、蝴蝶、甲虫、鸟类等传粉。

决明属植物通常具有适应蜂振传粉（英语：Buzz pollination）的特化花部结构，其花药多为孔裂型，花粉经顶端小孔释放，需由蜜蜂等昆虫振动花药方可散出。此外，许多决明属物种具有异型雄蕊现象，即同一花中的雄蕊在大小、形态与功能上出现分化。不同物种之间在花药孔位置、药室融合方式及柱头结构上亦具有显著差异。这些花部特征与分子系统学所支持的演化关系大致一致，显示该类花部特征在分类学与演化生物学研究中的重要性[26]。

美洲云实属及云实属植物花丝基部被毛，遮盖雌蕊和花托口部，仅有体型较大的木蜂能进入，从而实现了对传粉者的筛选，并在结构上限制了自花授粉[27]。

含羞草亚科和苏木亚科的一些种类会与蚂蚁形成互利共生关系。例如金合欢属（Vachellia）植物具有中空的托叶刺、花外蜜腺（英语：Nectar#Extrafloral nectaries）及富含脂质和蛋白质的贝氏体（Beltian bodies），可为蚂蚁（常为伪切叶蚁属）提供食物与栖所，而蚂蚁则协助植物抵御食草动物与其他竞争植物。含羞草属[28]、山扁豆属（原阿勒勃属）[29]、刺槐属、菜豆族（tribe Phaseoleae）部分属（如豇豆属、菜豆属）等其它豆科类群也可通过分泌花外蜜汁吸引蚂蚁为其巡逻，但与蚂蚁的共生关系较松散或有待进一步研究。

参见[编辑]

参考文献[编辑]

  1. ^ Wojciechowski, M. F.; Lavin, M.; Sanderson, M. J. A phylogeny of legumes (Leguminosae) based on analysis of the plastid matK gene resolves many well-supported sub clades within the family. American Journal of Botany. 2004, 91 (11): 1846–62. PMID 21652332. doi:10.3732/ajb.91.11.1846. 
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  3. ^ Watson L.; Dallwitz, M. J. The families of flowering plants: Leguminosae. 2007-06-01 [9 February 2008]. （原始内容存档于2008-02-15）. 
  4. ^ 4.0 4.1 Legume Phylogeny Working Group 2017. A new subfamily classification of the Leguminosae based on a taxonomically comprehensive phylogeny. Taxon 66(1): 44–77. doi:10.12705/661.3
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  6. ^ 6.0 6.1 International Code of Nomenclature for algae, fungi, and plants. （页面存档备份，存于互联网档案馆） Article 18.5 states: "The following names, of long usage, are treated as validly published: ....Leguminosae (nom. alt.: Fabaceae; type: Faba Mill. [= Vicia L.]); ... When the Papilionaceae are regarded as a family distinct from the remainder of the Leguminosae, the name Papilionaceae is conserved against Leguminosae." English pronunciations are as follows: 英语 /fəˈbeɪsi, -siˌaɪ, -siˌeɪ, -siˌi/; 英语 /ləˌɡjuːməˈnoʊsi/; and 英语 /pəˌpɪlioʊˈneɪsiˌi/.
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外部链接[编辑]

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