III.6.1.3.2. Семейство Гречишные – Polygonaceae

Оборудование и материалы: гербарные образцы родов: щавель, ревень, горец, гречиха посевная, микроскоп.

Паспорт семейства

Родов – 50(20), видов – 800(190).

Цветок - _* Р_6-3А₃₊₃G_{(3) или (1)}.

Опыление – насекомыми, ветром

Плод – псевдомонокарпий: орешки или семянки, часто крылатые. Распространяются ветром, реже водой и животными (прилипают к ногам).

ЖФР – одно- и многолетние травы, реже деревья, кустарники и лианы.

Распространение – по всему миру, но основное разнообразие в умеренных областях.

Важнейшие роды – Bistorta, Polygonum, Rhumex

Культурные растения - Fagopyrum, Rheum.

Характерные признаки гречишных показаны на рис. 54, ссылки на обозначения даны по тексту. Листья очередные, простые, черешковые или сидячие. Пленчатые прилистники срастаются в раструб (1), охватывающий стебель.

Рис. 54. Характерные признаки гречишных

Цветки мелкие, иногда однополые, в цимозных колосо-

видных, кистевидных, метельчатых соцветиях или собраны

в пазушные пучки (2).

Плод – трехгранный орешек (3), небольших размеров. Семена с обильным, мучнистым эндоспермом. Устьица аномоцитные (4), характерны секреторные железки (5), секреторные схизогенные вместилища (6), в паренхиме откладываются кристаллы оксалата кальция звездчатой формы – друзы (7), на эпидерме – опушение из волосков, сросшихся пучками (8).

Задание

1. Изучить характерные особенности растений семейства гречишных. Проанализировать их вегетативные и генеративные органы.

2. Зарисовать их листья с раструбом, цветки, составлять формулы и зарисовать диаграммы.

3. Составить их морфологическую характеристику.

Щавель конский (Rumex confertus) (рис. 55) - травянистый многолетник высотой до 150 см. Стебель прямостоячий, бороздчатый, вверху ветвистый. Корневище короткое многоглавое с мощным, слабо разветвленным стержневым корнем. Листья прикорневые и нижнестеблевые, длинночерешковые, очередные, широкие, треугольно-яйцевидные с сердцевидным основанием, длиной до 25 см. Верхние стеблевые – яйцевидно-ланцетные с короткими черешками. Все листья черешковые, с пленчатыми раструбами, по краю волнистые, снизу опушенные. Наличие раструба характерный признак семейства гречишных.

Рис. 55. Щавель конский:

а – нижняя часть побега с корнем; б – семена; в – соцветие

Соцветие узкоцилиндрическое, метельчатое, густое и

почти безлистное. Рассматривают отдельный цветок и отмечают, что околоцветник простой чашечковидный. Листочки околоцветника зеленые, расположены в два круга. Внутренние листочки при плодах округло-сердцевидные, сетчатые, с зазубренными краями. На одной из них развивается крупное вздутие – желвачок, на двух других – более мелкие. Листочки наружного круга мелкие и со спинки килеватые.

Андроцей состоит из шести тычинок, расположенных против листочков наружного круга околоцветника. Тычинки эти есть результат раздвоения наружных трех, что видно из попарного расположения. Тычинки внутреннего круга не развились совсем. В центре цветка помещается пестик с трегранной завязью и тремя кистевидными рыльцами. Кистевидные рыльца – родовой признак щавеля и является приспособлением к опылению ветром. Плод – трехгранный светло-коричневый орешек, заключенный в разросшийся околоцветник.

При рассмотрении старых цветков, в которых уже созрели плодики, выясняют, что внутренние листочки разрослись

при плоде, охватывая его. Эти листочки-крылышки служат для полета, так как плоды многих видов щавеля разносятся ветром. Зарисовывают части растения согласно заданию

Собранные осенью или весной, отмытые и высушенные корни дикорастущего щавеля конского используют в качестве лекарственного средства. Не допускается заготовка других видов щавеля. Они отличаются нижними листьями, соцветиями и количеством вздутий – желвачков на листочках околоцветника.

Щавель курчавый (R. crispus) имеет листья клиновидные при основании, по краю волнистые. Соцветие не густое, облиственное. Желвачков 1 – 3.

Щавель пирамидальный (R. thyrsiflorus) имеет листья стреловидные при основании. Соцветие пирамидальное.

Желвачки отсутствуют.

Щавель водный (R. aquaticus) имеет листья продолговато-яйцевидные, при основании слабосердцевидные, снизу голые. Соцветие узкометельчатое, с несколькими листьями при основании. Желвачки отсутствуют.

Щавель прибрежный (R. hydrolapathum) имеет широколанцетные клиновидные при основании листья. Соцветие раскидистое, облиственное. Желвачков 3.

Щавель туполистный (R. obtusifolius) имеет широколанцетные при основании клиновидные. Соцветиекистевидные, ветвистые. Желвачков три.

Горец птичий (спорыш) (Polygonum aviculare) (рис. 56) однолетнее голое и гладкое травянистое растение, развивающиеся от корня пучок ветвистых стеблей с пленчатыми влагалищами. Корень стержневой, маловетвистый.

Стебли слабые, распростертые или восходящие, часто ветвистые от основания, длиной 10 – 40 см. Листья мелкие, от эллиптической ло линейно-ланцетовидной формы, туповатые или коротко заостренные, у основания суженные в короткий черешок, серовато- или сизо-зеленые. Раструбы длиннозаостренные, почти до основания прозрачно-серебристые. При рассматривани листа с поверхности под микроскопом видны клетки эпидермиса с утолщенными стенками. Устьица анизоцитные, т. е. окружены тремя околоустиьичными клетками. Для спорыша характерным является наличие большого количества друз кальция оксалата и механических волокон с извилистым контуром и толстыми стенками, расположенными над жилками и вдоль края пластики листа.

Цветки расположены в пазухах листьев по 2 – 5. Околоцветник глубоко, почти на 2/3 рассеченный, простой, Пятичленный, в нижней части зеленый, в верхней – белый или розовый. Андроцей состоит из 8 тычинок. Завязь верхняя с одним семязачатком, образовано тремя плодолистиками.

Рис. 56. Горец птичий:

а – общий вид растения; б – цветок (вид сверху и в продольном разрезе; в - семя

Плод – псевдомонокарпий – орешек, не выдающийся или слегка выдающийся из околоцветника, узко-трехгранный, почти черный или матовый. Цветет и плодоносит с начала мая до глубокой осени. Зарисовать лист с раструбом, составить формулу и зарисовать диаграмму цветка.

Трава дикорастущего горца птичьего, собранная в фазу цветения и высушенная используется в качестве лекарственного средства.

Горец перечный (водяной перец) (Polygonum hydro-piper) (рис. 57, I) – однолетнее голое травянистое растение с прямостоячим, красноватым стеблем высотой 30 – 80 см.

I II

Рис. 57. Гречишные:

горец перечный (I): а – цветок с прицветником; б – околоцветник в развернутом виде; в – верхняя часть побега с соцветиями; г – пестик;

горец почечуйный (II): а – корень; б – часть стебля; в – верхняя часть побега с соцветиями; г – листья с верхней и нижней сторон; д – цветок; ж – околоцветни; з – пестик; е – семя

Листья очередные, ланцетовидные, или продолговато-ланцетные, заостренные, слегка туповатые, длиной 3 – 10 см, с узкоклиновидным основанием, нижние - короткочерешковые, верхние – почти сидячие, по краю коротко-жесткореснитчатые, со стеблеобъемлющими раструбами. Раструбы цилиндрические, пленчатые, красноватые, или буроватые, на поверхности голые, по краю с короткими ресничками. На поверхности листа располагаются мелкие сидячие железки из 2 – 4 клеток (рис. 58). По краю листа и по жилке расположены редкие, очень грубые «пучковые» волоски, сросшиеся по длине из нескольких одноклеточных волосков.

Рис. 58. Эпидермис листа горца перечного:

а – эпидермис верхней стороны листа с поверхности: 1 – клетка эпидермиса; 2 – устьице; 3 – железка; 4 – вместилище; б – внутреннее строение листа (вид с поверхности, эпидермис удален): 1 – жилка; 2 – клетка палисадной ткани; 3 – вместилище; 4 – друза кальция оксалата; в – пучковый волосок по краю листа

Наиболее важным признаком, позволяющим отличить в сырье горец перечный от близких видов, является наличие погруженных вместилищ в паренхиме листьев, стебля, околоцветника и раструба.

Цветки сидят на концах побегов по 1 – 3 в пазухах раструбов, образуя негустые, длинные, тонкие, нередко прерывистые, с поникающей верхушкой кисти. Цветки почти сидячие. Околоцветник длиной 3 – 4 мм, четырехраздельный, зеленоватый или розоватый, снаружи густо усеянный золотисто-желтыми точечными железками. Андроцей состоит из шести тычинок. Плоды – яйцевидные, тупотрехгранные орешки, немного короче околоцветника, с одной стороны плоские, с другой – выпуклые, с тусклой, мелкозернистой поверхностью. Все растение (листья и стебли) имеют острый, перечный вкус. Цветет и плодоносит с июля по октябрь. Зарисовать лист с раструбом, составить формулу и зарисовать диаграмму цветка.

Трава дикорастущего горца перечного (водяного перца), собранного в фазу цветения и высушенная используют в качестве лекарственного сырья и лекарственного средства.

По морфлогическим признакам к горцу перечному близки: горец мягкий – Polygonum mite, горец малый – P. minus, горец шереховатый – P. scabrum, горец щавелелистный – P. lapathifolium, горец почечуйный – P. persicaria, в европейской части России нередко растущие вместе с ним. Сбор сырья всех перечисленных видов вместо горца перечного не допускается, описаны в табл. 3.

Таблица 3.

Диагностические признаки горца перечного и возможных примесей к нему

Название расте-ния	Морфологические характеристики				Анатоми-ческая характе-ристика
	Стебли	Листья	Растру-бы	Соцветия
Горец переч-ный - P. hid-ropip-er	Прямо-стоячие, зеленые или кра-сноватые со слегка вздутыми узлами	Продолгова-то-ланцет-ные, соотношение длины к ши-рине лист. пластинки 5:1, боковые жилки выра-жены слабо	Узкие, го-лые, по краю короткореснитчатые, плотно прилега-ющие к стеблю	Тонкие, поникающие, пре-рывистые кисти, 4 – 6 см в длину	В парен-химе всех надземных органов имеются погруженные вместилища. На околоцветнике они выглядят бурыми точками
Горец малый – P. minus	Тонкие припод-нимаю-щиеся или ле-жачие, реже прямостоячие	Линейно-ланцетные или линейные, соот-ношение длины к ширине листа 8:1, с неясно выраженными боковыми жилками	Короткие, с длиннымиресничками по краю и редкими волосками на поверхности, сла-бо прилегающие к стеблю	Тонкие, прямые или слегка поникающие кисти, чаще непрерыные, 1 – 5 см в длину	Вместилища отсутствуют во всех органах
Горец мягкий – P. mite	Тонкие, приподнимающиеся или пря-мостоячие	Продолгова-то-ланцет-ные, сотношение длины к ширине листа 5:1, с отчетливо выраженными боковыми жилками	С длинными ресничками по краю, большей частью густоопушенные, слабо при-легающие к стеблю	Тонкие, слегка или в большей степени поникающие кисти, непрерывные, 4 – 7 см в длину	Вместилища имеются только в паренхиме листа; иногда одиночные вместилища на околоцветнике

Горец почечуйный (Polygonum persicaria) (рис. 57, II) – однолетнее травянистое растение с восходящим или прямостоячим ветвистым стеблем высотой 20 – 80 см. Листья ланцетовидные или линейно-ланцетные, длиннозаостренные, у основания клиновидные, на коротких черешках. Нижние – с более развитыми черешками, гладкие или редкими волосками, на верхней стороне с бурым пятном посредине пластинки, реже без него. Длина листьев 3 – 10 см, ширина 0,5 – 2 см, часто с красно-бурым пятном, реже без него. Раструбы плотно охватывают стебель, на поверхности коротко-прижатоволосистые, по краю с довольно длинными ресничками.

При рассмотрении листа под микроскопом видно, что на поверхности листьев располагаются железки на 2 – 4-клеточной ножке с головкой из 8 (12 – 16) клеток, реже с 2 – 4-клеточной головкой и с бурым содержимым. По всей пластинке листа и по краю встречаются пучковые волоски, образованные 2 – 5 сросшимися клетками. В мезофилле листа присутствуют крупные друзы кальция оксалата (рис. 59)

Цветки на концах стебля и ветвей в густых, сравнительно толстых (5 – 8 мм), прямых и недлинных (2 – 3 см) кистях. Околоцветник розовый, реже беловатый, у основания зеленый, как и цветоножки – без железок, длиной 2,5 – 3,5 мм, глубоко (на 2/3 или ¾) рассеченный на 5 долей. Тычинок 6. Пестик с двумя (реже тремя) сросшимися у основания столбиками. Орешки широкояйцевидные, изредка трехгранные, короче околоцветника, длиной 2 – 2,5 мм, шириной 1,5 – 2 мм, с обеих сторон плоские (или же одна сторона выпуклая), черные, лоснящиеся. Зарисовать лист с раструбом, составить формулу и зарисовать диаграмму цветка.

Рис. 59. Эпидермис листа горца почечуйного:

эпидермис нижней (а) и верхней (б) стороны листа с поверхности: 1 – клетка эпидермиса; 2 – устьице; 3 – железка; 4 – пучковый волосок; 5 – друза в мезофилле листа; в - пучковый волосок по краю листа

Собранная и высушенная трава горца почечуйного в период цветения используется в качестве лекарственного средства.

Горец почечуйный растет на сырых низинных лугах, по берегам водоемов, заболоченным местам, сырым лесным дорогам, часто на приусадебных участках и посевах. Широко распространенный сорняк.

По морфологическим признакам к горцу почечуйному близки горец шереховатый (Polygonum scabrum) и г. щавелевидный (P. lapathifolium). Эти оба вида иногда ошибочно могут собрать вместе с горцем почечуйным, их заготовка не допускается (табл. 4).

Таблица 4.

Диагностические внешние признаки горца почечуйного и возможных примесей к нему

Название растения	Морфологические характеристики
	Листья	Раструбы	Соцветия	Околоцвет-ник
Горец по-чечуйный – Polygo-num persicaria	Ланцетные, длинно-заостренные, с красноватым пятном, ко-рокочерешковые, голые или с редкими волосками; черешок короткий, короче раструба	Узкие, плотноохватывающие стебель, опу-шенные, с длинными ресничками по краю	Плотные, прямстоячие, цилиндрические ко-лосовидные кисти	Розовый или белый, с неболь-шим числом железок
Горец войлочный – P. tomento-sum (P. scabrum)	Продолговато-ланцет-ные, снизу голые с то-чечными железками, илипаутинисто-опу-шённые; черешок Ра-вен или длиннее раструба	Широкие, не-плотно прилегающие к стеблю, голые или опушённые по краю с короткими ресничками	Короткие, тупые, ко-лосовидные кисти, прямостоячие, цветоносы густо усажены же-лезками	Белый или зеленоватый, с многочисленными железками
Горец щавелелистный – P. lapathifoli-um	Продолговато-ланцет-ные, постепенно заостренные, снизу с точеч-ными железками, голые или беловойлочные	Широкие, не плотно прилегающие к стеблю, голые, по краю с короткими ресничками или без них	Удлиненные, на верхушке суженные, поникающие, колосовидные кисти	Белый или ро-зовый, с немного-численными железками

Горец змеиный (раковые шейки, змеевик большой) (Bistorta officinalis) (рис. 60) – многолетнее травянистое растение с толстым, несколько сплюснутым, змеевидно-изогнутым, одревесневающим корневищем, от которого отходят многочисленные тонкие корни. Корневище темно-красное с бурым оттенком, на свежем изломе буро-розовое, в верхней части с многочисленными рубцами, представляющими собой остатки листьев и стеблей.

Рис. 60. Горец змеиный:

б – нижняя часть стебля с корневищем; б – цветок в продольном разрезе; в – семя; г – верхняя часть побега с соцветием; д – внешний вид цветка

Стебли многочисленные или одиночные, простые, шестиузловые, прямостоячие, высотой до 1 м, раструбы сросшиеся, прилистники охватывают нижнюю часть междоузлий. Листья очередные, продолговатые или продолговато-ланцетные, со слегка волнистым краем, в основании клиновидные или слегка сердцевидные, снизу сизые, котороткоопушённые, сверху голые или слегка опушенные курчавыми волосками.

При изучении поперечного среза видно, что корневище горца змеиного имеет пучковый тип строения. Проводящие пучки открытого коллатерального типа расположены кольцом и окружены со стороны флоэмы и ксилемы слабо утолщенными, слегка оджревесневшими склеренхимными волокнами. Основная парехима состоит из округлых клеток, содержащих мелкие простые крахмальные зерна и очень крупные друзы кальция оксалата, часть сердцевины занята паренхимой (рис. 61)

Рис. 61. Поперечный срез корневища горца змеиного:

а – детальный рисунок проводящего пучка в поперечном срезе: 1 – волокна; 2 – флоэма; 3 – камбий; 4 – ксилема; 5 – друза; б – схема поперечного среза корневища: 1 – пробка; 2 – проводящий пучок; 3 – сердцевина

Соцветие – густой, плотный, цилиндрический колос. Цветки правильные, бледно-розовые с пленчатыми, резко заостренными прицветниками, околоцветник почти до основания пятираздельный, сохраняющийся при плодах. Плод – яйцевидный или овальный, трехгранный, блестящий, темно-бурый или зеленовато-коричневый орешек. Зарисовать лист с раструбом, составить формулу и зарисовать диаграмму цветка.

Собранные после отцветания, очищенные, отмытые от земли, высушенные корневища горца змеиного используют в качестве лекарственного средства.

Гречиха посевная (Fagopyrum sagittatum) (рис. 62) – широко известное культурное однолетнее растение, семена которого используются для изготовления крупы и муки. Стебель прямой, в верхней части ветвистый, голый, красноватый или зеленый высотой от 15 до 70 см.

Рис. 62. Ггречиха посевная:

1 – часть цветущего побега; 2 – цветок в разрезе; 3 – длинностолбчатый цветок; 4 – короткостолбчатый цветок; 5 – диаграмма цветка; 6 – плод; 7 – плод в поперечном разрезе; 8 – тычинки

Листья очередные, сердцевидные, со стреловидным основанием и клетчатым раструбом у основания черешков нижних листьев. Верхние листья сидячие.

Цветки мелкие, душистые, бледно-розовые, пахучие в пазушных кистях, которые образуют раскидистую метелку. Рассматривают цветок гречихи в стереоскопический микроскоп. Околоцветник из пяти листочков. Андроцей состоит из 8 тычинок, расположенных в двух кругах. У гречихи наружный круг тычинок состоит из пяти, из них две пары сближенные по две – результат раздвоения, а пятая тычинка нормальная. Внутренний круг состоит из трех тычинок.

У основания тычиночных нитей имеется нектарник в виде дисковидного расширения цветоложа. Гречиха опыляется пчелами. Цветки издают сильный медовый запах. Гречиха является медоносным растением. Завязь трехгранная, как у всех гречишных, рыльца головчатые. Плод – трехгранный орешек, при котором околоцветник остается, но не разрастается.

Освобождают зародыш семени гречихи и увидят, что он прямой, с поперек сложенными семядолями и окружен белком. Этим гречиха отличается от всех остальных членов семейства, у которых, как мы видели на примере щавеля конского, зародыш изогнут и занимает периферическую часть семени, а в центре семени находится белок.

Сравнивая отношение длины столбиков к длине тычинок в разных цветках, отмечают, что у гречихи явление гетеростилии. Зарисовывают цветок в поперечном разрезе, диаграмму и составляют формулу цветка.

Вопросы для самоконтроля

1. Какие с емейства относятся к подклассу кариофиллиды?

2. Какие характерные признаки присущи листьям представителей сем. гречишных?

3. Как называется плод гречишных? В чем его отличие от плодов аналогичного типа?

4. Приведите морфологические признаки рода горец. Укажите лекарственные виды.

5. На какие морфолого-анатомические признаки нужно обращать внимание при распознавании сходных видов – горец перечный и горец почечуйный?

6. Каковы особенности строения подземных органов горца змеиного (раковые шейки)?

7. Где произрастает горец птичий? Назовите характерные особенности.

8. Охарактеризуйте гречиху посевную, укажите народнохозяйственное значение.

9. Назовите характерные особенности представителей семейства маревые.