豆科

豆目的一科植物

豆科學名Fabaceae替換名LeguminosaePapilionaceae[6])又名蝶形花科蘇木科含羞草科,屬於真雙子葉植物豆目,約有80019,325[7]。為被子植物中相當龐大的一科,占了已知開花植物物種的7%[8][9]。部分物種在經濟上具有重要地位,該科成員形態上包含喬木灌木,也有多年生一年生草本植物。該科成員最顯著的特徵是會結豆莢。成員具複葉及托葉。該科成員分布廣泛,為目前已知陸生植物中第三大科,僅次於蘭科菊科。目前該科已知有765屬,約19,500餘種[4]。其中最大的五屬分別為黃芪屬Astragalus,逾3,000種)、相思樹屬Acacia,逾1000種)、木藍屬Indigofera,約700種)、豬屎豆屬Crotalaria,約700種)、含羞草屬Mimosa,約500種),這五大屬占了該科物種的四分之一。豆科也是非洲美洲熱帶雨林和沙漠氣候中,最常見的科別[10][11][12][13]。系統分類學分析認為該科最接近同屬於豆目遠志科海人樹科,以及皂皮樹科[14]。中國大陸有172屬,1485種,13亞種,153變種,16變型。臺灣豆科自生及歸化的有79屬246種。

豆科
化石時期:56–0 Ma
古新世現代[1]
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
豆科成員分布圖,主要分布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

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[15]。豆科的作物包含大豆Glycine max)、菜豆Phaseolus )、豌豆Pisum sativum)等等。

語源

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

本科可分為六個亞科[4]

描述

 
白葉肥皂莢英語Gymnocladus dioicus的果實

豆科成員形態多樣,從喬木(如樹王木英語Koompassia excelsa)到一年生草本植物皆有,其中最大宗者為多年生草本植物。花序多樣,花朵有一短花托筒及單一雌蕊雌蕊柄英語gynophore短小。在受精後才會結果。

豆科與其它科區分的特點是其果實為本科獨有的莢果,由一心皮發育而成,成熟時果皮沿背縫線和腹縫線開裂。

莢果通常由2片果瓣組成,1室,種子生在腹縫線上。莢果的形狀、大小及莢瓣質地變化很大。如草木犀屬,直徑只有3-4毫米,而生長在熱帶中的鴨腱藤,木質莢果可長達1公尺。有些有翅,如老虎刺屬的果頂端有一長圓形薄翅;紫檀莢果周圍被一圈闊翅所繞;盾柱木屬黃檀屬莢果都具有翅。魚鰾豆的膜質莢瓣,充氣呈泡狀,借風力傳播;豬腰豆的木質莢瓣厚達2公分以上。苜蓿屬猴耳環屬的一些莢果呈螺旋狀盤捲。阿勃勒的莢果像一根圓柱形的棒。相思子的莢果裡面藏有半紅半黑、鮮豔的種子,種皮堅硬有光澤。

豆科植物的一個重要特點是絕大部分在根系上具有共生根瘤菌,可以將大氣中的固定到土壤中,從而提高土壤肥力

生態

豆科為蟲媒,主要為蜜蜂傳粉,少數靠螞蟻蛾類甲蟲等傳粉。含羞草亞科蘇木亞科的一些種類在葉柄葉軸上帶有花外蜜腺以吸引螞蟻;金合歡屬有些種類莖上有大、中空的刺,供螞蟻停留;決明屬植物有頂孔開裂的基著花葯,適應蜜蜂搖動花葯取花粉;蘇木屬植物花絲基部被毛,遮蓋雌蕊和花托口部,避免自花授粉。

系統分類學

豆目各科的親緣關係如下[16][17]

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:

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

參見

參考文獻

  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. 
  2. ^ Angiosperm Phylogeny Group. An update of the Angiosperm Phylogeny Group classification for the orders and families of flowering plants: APG III (PDF). Botanical Journal of the Linnean Society. 2009, 161 (2): 105–121 [4 February 2014]. doi:10.1111/j.1095-8339.2009.00996.x. (原始內容存檔於2017-05-25). 
  3. ^ Watson L.; Dallwitz, M. J. The families of flowering plants: Leguminosae. 2007-06-01 [9 February 2008]. (原始內容存檔於2008-02-15). 
  4. ^ 4.0 4.1 4.2 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
  5. ^ Schrire, B. D.; Lewis, G. P.; Lavin, M. Biogeography of the Leguminosae. Lewis, G; Schrire, G.; Mackinder, B.; Lock, M. (編). Legumes of the world. Kew, England: Royal Botanic Gardens. 2005: 21–54 [2021-01-22]. ISBN 978-1-900347-80-8. (原始內容存檔於2014-02-02). 
  6. ^ 6.0 6.1 International Code of Nomenclature for algae, fungi, and plants.頁面存檔備份,存於網際網路檔案館) 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: 英語 /fəˈbsi, -siˌ, -siˌ, -siˌi/; 英語 /ləˌɡjuːməˈnsi/; and 英語 /pəˌpɪliˈnsiˌi/.
  7. ^ ed. by Gwilym Lewis. Legumes of the world 1st ed. Richmond: Royal Botanic Gardens, Kew. 2005: 1–577. ISBN 978-1900347808. 
  8. ^ Judd, W. S., Campbell, C. S. Kellogg, E. A. Stevens, P.F. Donoghue, M. J. (2002), Plant systematics: a phylogenetic approach, Sinauer Axxoc, 287-292. ISBN 0-87893-403-0.
  9. ^ Magallón, S. A., and Sanderson, M. J.; Sanderson. Absolute diversification rates in angiosperm clades (PDF). Evolution. 2001, 55 (9): 1762–1780 [2018-03-10]. PMID 11681732. doi:10.1111/j.0014-3820.2001.tb00826.x. (原始內容 (PDF)存檔於2013-10-19). 
  10. ^ Burnham, R. J.; Johnson, K. R. South American palaeobotany and the origins of neotropical rainforests. Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences. 2004, 359 (1450): 1595–1610. PMC 1693437 . PMID 15519975. doi:10.1098/rstb.2004.1531. 
  11. ^ Doyle, J. J., J. A. Chappill, C.D. Bailey, & T. Kajita. 2000. Towards a comprehensive phylogeny of legumes: evidence from rbcL sequences and non-molecular data. pp. 1 -20 in Advances in legume systematics, part 9, (P. S. Herendeen and A. Bruneau, eds.). Royal Botanic Gardens, Kew, UK.
  12. ^ Kajita, T.; Ohashi, H.; Tateishi, Y.; Bailey, C. D.; Doyle, J. J. rbcL and legume phylogeny, with particular reference to Phaseoleae, Millettieae, and allies. Systematic Botany. 2001, 26 (q): 515–536 [2018-03-10]. JSTOR 3093979. (原始內容存檔於2017-05-17). 
  13. ^ Wojciechowski, M. F., M. Lavin and M. J. Sanderson; Lavin; Sanderson. 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): 1846–1862 [2018-03-10]. PMID 21652332. doi:10.3732/ajb.91.11.1846. (原始內容存檔於2010-06-21). 
  14. ^ Angiosperm Phylogeny Group [APG]. An update of the Angiosperm Phylogeny Group classification for the orders and families of flowering plants: APG II (PDF). Botanical Journal of the Linnean Society. 2003, 141: 399–436 [2018-03-10]. doi:10.1046/j.1095-8339.2003.t01-1-00158.x. (原始內容 (PDF)存檔於2018-03-10). 
  15. ^ Burkart, A. Leguminosas. In: Dimitri, M. 1987. Enciclopedia Argentina de Agricultura y Jardinería. Tomo I. Descripción de plantas cultivadas. Editorial ACME S.A.C.I., Buenos Aires. pages: 467-538.
  16. ^ Angiosperm Phylogeny Group (2009). An update of the Angiosperm Phylogeny Group classification for the orders and families of flowering plants: APG III. Botanical Journal of the Linnean Society 161(2): 105-121.(英文)
  17. ^ Fabales. In Stevens, P. F. (2001 onwards). Angiosperm Phylogeny Website. Version 9, June 2008 [and more or less continuously updated since].

外部連結