Solanales, rząd ziemniaków roślin kwitnących, w tym pięć rodzin z 165 rodzajami i ponad 4080 gatunków. Dwie rodziny są duże i zawierają jedne z najbardziej uprawianych roślin: Solanaceae (psianki) i Convolvulaceae (chwały poranne).
Solanales należy do podstawowego kladu asteridów (organizmów z jednym wspólnym przodkiem) lub symetrycznej linii roślin kwitnących w grupie euasterid I systemu klasyfikacji botanicznej okrytonasiennej grupy III (APG III) (patrz okrytozalążkowa). Kolejność jest najbardziej zbliżona do Lamiales i Gentianales.
Solanaceae
Największą rodziną w Solanales jest Solanaceae, rodzina ziemniaków lub psiankowatych, która obejmuje około 100 rodzajów i prawie 2500 gatunków. Większość z nich jest tropikalna, ale rodzina jest dobrze reprezentowana w regionach umiarkowanych. Jego największa różnorodność koncentruje się w zachodniej Ameryce Południowej, rozciągając się na Amerykę Środkową i Meksyk. Rodzina obejmuje główne rośliny uprawne, takie jak ziemniaki, pomidory, papryka, bakłażany, tytoń i petunia ogrodowa. Mniej znani członkowie rodziny to Physalis ixocarpa (tomatillo) i Solanum betaceum (tamarillo lub pomidor drzewny), które są szeroko stosowane w Meksyku, Ameryce Środkowej i Andach.
Do ważnych rodzajów ozdobnych w Solanaceae należą Brugmansia, Cestrum, Nicandra, Nicotiana, Nierembergia, Petunia, Salpiglossis, Schizanthus, Solandra i Solanum. Gatunki Nicotiana uprawiane jako rośliny ozdobne różnią się od gatunków produkujących tytoń.
Solanaceae zawiera wyjątkowo bogatą gamę roślin leczniczych. Ważne alkaloidy pochodzące z Solanaceae obejmują atropinę, która jest stosowana jako środek zwiotczający mięśnie i jako antidotum na kilka rodzajów trucizn (np. Zatrucie gazem nerwowym). Wiele gatunków jest toksycznych; śmierci przypisywano ziemniakom o zielonych liściach, śmiercionośnej psiankowatej (belladonna; Atropa belladonna), pylnikom datur o długich tubach (Brugmansia) i innych gatunkach. Ponadto tytoń jest powiązany z rakiem i innymi chorobami.
Różni członkowie Solanaceae byli zamieszani w praktyki czarnoksięskie w średniowiecznej Europie, Ameryce Południowej i innych krajach. Termin jimsonweed (Datura stramonium) pochodzi z 1676 r., Kiedy żołnierze brytyjscy halucynowali przez kilka dni po zjedzeniu rośliny w sałatkach, które przygotowali po upadku buntu Nathaniela Bacona w Jamestown w stanie Wirginia. Mandragora officinarum (mandragora) ma grube korzenie bulwiaste przypominające ludzką postać i zawiera silną alkaloid hioscyjaminę. Przez stulecia był stosowany zarówno w medycynie (jako środek znieczulający), jak i jako halucynogen.
Naturalne rozmieszczenie rodziny zostało w ciągu ostatnich kilkuset lat zamaskowane przez wiele gatunków przypadkowo i celowo przetransportowanych przez ludzi z ich rodzimych siedlisk, co daje fałszywe wrażenie dobrze rozmieszczonej kosmopolitycznej rodziny roślin. Przykład znajduje się w Datura, w której dwa znane gatunki zostały po raz pierwszy opisane z Indii, chociaż rodzaj ten pochodzi całkowicie z Nowego Świata. Te dwa gatunki i inne zostały przetransportowane przez europejskich podróżników wkrótce po odkryciu Ameryki. Podobnie, tak ważne uprawy, jak ziemniaki, pomidory, papryka i tytoń były nieznane poza Ameryką Południową aż do XVI wieku, kiedy to zostali zabrani z powrotem do Europy przez pierwszych odkrywców.
Charakterystyka rodziny
Solanaceae to głównie zioła, krzewy lub drzewiaste epifity, chociaż w rodzinie jest kilka drzew. Kilka gatunków to winorośle lub hemiepifity, ale rzadko się one wiją. Lateks jest nieobecny w rodzinie. Liście są naprzemiennie, ale często w nierównych parach, mniejsze liście czasami przypominają przylistki. Liście mogą być całe lub różnie podzielone. Przylistki są czasami obecne, ale rzadko występują przylistki. Kwiaty są w większości idealne (tj. Obie płci występują w tym samym kwiacie), a części kwiatowe występują w wielokrotnościach czterech lub pięciu. Płaty kielicha są zjednoczone w różnym stopniu. Pylniki często otwierają się przez pory końcowe, a dysk nektarny jest obecny, gdy pylniki otwierają się wzdłużnie. Jajnik składa się zasadniczo z dwóch połączonych dywanów z kilkoma lub wieloma zalążkami w każdym miejscu. Owoc to jagoda lub kapsułka i na ogół zawiera wiele nasion.
Kwiaty Solanaceae są zapylane głównie przez owady, ale ptaki i nietoperze zapylają niektóre gatunki tropikalne. Rodzina zawiera zarówno szeroko otwarte kwiaty, które przyciągają ogólne zapylacze, jak i nieregularne korony z wąskimi otworami, które przyciągają specjalistyczne pszczoły. Kilka grup ma cylindryczne lub pachnące nocą korony, które przyciągają ćmy. Nektar jest zwykle wytwarzany z dysku, który jest częścią jajnika. Wiele gatunków ma pylniki z końcowymi porami, które są „zapylane przez brzęczenie” przez wiele niezwiązanych grup pszczół (nie pszczół miodnych). W tej akcji pszczoła chwyta pylniki, a drżenie mięśni pośrednich powoduje rezonans chmury pyłu z porów. Gatunki z terminalnymi pylnikami, takie jak Solanum, zwykle nie produkują nektaru.
Lycianthe ma około 200 gatunków, głównie w lasach neotropowych, ale niektóre gatunki występują w tropikalnej Azji. Innym dużym, ale mało znanym rodzajem z lasów neotropicznych jest Cestrum, z około 175 gatunkami. Bardziej znana, ze względu na rośliny ozdobne i narkotykowe, jest Nicotiana (tytoń), która ma 95 gatunków, głównie w zachodniej Ameryce Południowej, ale z odległymi grupami w Meksyku i Australii i odizolowanymi gatunkami na wyspach oceanicznych i południowo-zachodniej Afryce. Pęcherzyca (Meksyk) i Lycium (regiony umiarkowane) ma po 50 lub więcej gatunków, a istnieje około ośmiu innych rodzajów z 20 lub więcej gatunkami.
Ziemniak
Jednym z największych i najbardziej znanych rodzajów roślin kwiatowych jest Solanum (rodzaj ziemniaka), który ma około 1250–1700 gatunków. W obrębie Solanum występuje około 450 gatunków w grupach kolczastych włosowatych, które, choć najlepiej rozwinięte w Ameryce Południowej, mają bogatą dystrybucję w innych miejscach, takich jak Afryka i Australia. Kolejne 175–200 gatunków należy do grupy ziemniaków, głównie na wyżynach zachodniej Ameryki Południowej, ale z charakterystycznymi gatunkami w Meksyku i południowo-zachodniej części Stanów Zjednoczonych. Rodzaj obejmuje około 30 gatunków z grupy czarnych psiankowatych, najlepiej reprezentowanych w południowo-wschodniej Ameryce Południowej, ale z gatunkami na każdym kontynencie.
S. tuberosum (ziemniak) został po raz pierwszy udomowiony w zachodniej Ameryce Południowej i wprowadzony do Europy w XVI wieku, ale nie stał się tam ważny przez ponad sto lat. Większość ziemniaków uprawianych dzisiaj to jeden gatunek, ale kilka innych gatunków bulwiastych jest nadal uprawianych przez rdzenne ludy w wyżynnych regionach Peru. Ziemniaki są czwartą najważniejszą rośliną uprawną na świecie, po kukurydzy, pszenicy i ryżu. (Jego znaczenie gospodarcze zostało uznane przez Organizację Narodów Zjednoczonych, która ogłosiła rok 2008 Międzynarodowym Rokiem Ziemniaków). Jadalne bulwy są podziemną łodygą rozłożystego, silnie pachnącego zioła. Rośliny wyrastają z „oczu”, które w rzeczywistości są pąkami. Rośliny ziemniaczane są czasami podatne na zarazę, gnijącą chorobę wywołaną przez grzyb Phytophthora infestans. Choroba ta spowodowała głód ziemniaków w Irlandii i zdziesiątkowała europejskie uprawy ziemniaków w latach 1845–1860. Ponad milion ludzi straciło życie z powodu głodu lub chorób związanych z głodem. Oprócz wykorzystania ziemniaków jako żywności, skrobia z nich zmielona jest wykorzystywana do produkcji papieru, tekstyliów, wyrobów cukierniczych i klejów.
Pomidor
Solanum lycopersicum (pomidor) należy do grupy pochodzącej z zachodniej Ameryki Południowej. Udomowienie miało miejsce w Meksyku, jednak z S. lycopersicum cerasiforme (pomidor cherry), jedynego elementu tego rodzaju występującego naturalnie na północy Ameryki Południowej. Ponieważ kiedyś uważano je za trujące, pomidory stały się popularnym produktem spożywczym w Europie i Ameryce Północnej aż do XIX wieku. Z botanicznego punktu widzenia pomidor jest owocem, chociaż dla celów dietetycznych jest traktowany jako warzywo. Pomidor drzewny (Solanum betaceum), znany również jako tamarillo, jest blisko spokrewniony z S. lycopersicum i wydaje jadalny owoc w kształcie jajka.
Pieprz
Papryka należy do południowoamerykańskiego rodzaju Capsicum. Podobnie jak w przypadku pomidorów, pieprz ogrodowy został udomowiony w Meksyku, a nie w Ameryce Południowej, gdzie występuje główny zakres tego rodzaju. Istnieje pięć gatunków udomowionej papryki - C. annuum (papryka słodka), C. baccatum (papryka peruwiańska), C. chinense (papryka habanero), C. frutescens (ostra papryka) i C. pubescens (papryka drzewna). Papryka ptasia (C. annuum aviculare), macierzysta papryka ogrodowa, występuje z Florydy i Teksasu aż do południowej Argentyny. Ostra substancja w ostrej papryce, kapsaicyna, może powodować korozję skóry i znajduje się w tkance pod nasionami (łożysko). Czasami jest stosowany w medycynie jako środek pobudzający i jest aktywnym składnikiem pieprzu cayenne. (Czarny pieprz pochodzi z winorośli Piper nigrum, rośliny niezwiązanej z Solanaceae.) C. annuum daje paprykę przyprawową. Słowo chili pochodzi od rodzimego słowa meksykańskiego dla rośliny Capsicum.
Tytoń
Tytoń jest prawdopodobnie najważniejszą ekonomicznie fabryką narkotyków na świecie, generującą ogromne dochody w sektorach rolnym, produkcyjnym i handlowym w większości gospodarek światowych, a także ogromne nakłady w sektorach zdrowotnych, które leczą wpływ, jaki jego stosowanie wywiera na populacje ludzkie. Wyroby tytoniowe wytwarzane są z Nicotiana tabacum, gatunku tytoniu nieznanego na wolności. Jego najbliżsi krewni znajdują się w zachodniej Ameryce Południowej. Innym gatunkiem, N. rustica, był tytoń po raz pierwszy zabrany do Europy przez Hiszpanów w 1558 r.; tytoń ten był nadal używany długo po tym, jak łagodniejszy tytoń Virginia (N. tabacum) został ogólnie zaakceptowany. Tytoń jest solidnym, wyprostowanym ziołem jednorocznym. Jego liście są przygotowywane do użycia w jednym z kilku procesów fermentacji, których ukończenie może potrwać nawet cztery lata. Alkaloidem o najlepiej znanym działaniu jest nikotyna, ale tytoń zawiera wiele innych alkaloidów, z których niektóre są jeszcze bardziej toksyczne. W niektórych obszarach, na przykład, sproszkowane liście tytoniu stosuje się jako środek owadobójczy. Nazwa tytoń pochodzi od zachodnioindyjskiej nazwy urządzenia do węszenia suszonych liści.
Bakłażan
Solanum melongena (bakłażan lub bakłażan) został udomowiony z grupy kolczastych gatunków Solanum tropikalnej Azji, gdzie owoce są w wielu kształtach, kolorach i fakturach (gładkie lub owłosione). Wszystkie owoce są żółte, gdy są w pełni dojrzałe (ten etap występuje po normalnych etapach jedzenia). Niektóre owoce, zwłaszcza pochodzące z susz suszonych, mogą zawierać duże ilości alkaloidów, które powodują koszmary. Nazwę bakłażan nadano formom z białymi owocami przypominającymi jajo kurze, które są nadal uprawiane w Tajlandii i innych częściach Azji.
Convolvulaceae
Inną dużą rodziną w Solanales jest Convolvulaceae, rodzina chwały porannej, z ponad 1600 gatunkami w 57 rodzajach. Są to wijące się pnącza, zioła lub małe drzewa, kilka kolczastych i kilka wodnych. Niektóre mają bulwiaste korzenie lub kłącza, a wiele ma lateks. Liście są naprzemienne, przeważnie bez przylistków i często z pozafloralnymi nektarami. Klastry kwiatowe zwykle mają przylistki i przylistki. Kwiaty zazwyczaj zawierają obie płcie, z częściami kwiatowymi w wielokrotnościach pięciu. Płaty kielicha są wolne i nasiąknięte, a korona jest zasadniczo prawie cała, często zawodzi w zawiązku, z zwykle obecnym krążkiem nektarowo-rdzeniowym. Jajnik składa się głównie z dwóch do pięciu stopionych dywanów, z jednym lub dwoma jajkami w każdym miejscu, a owoc to jagoda, orzech lub kapsułka. Gatunek występuje w regionach tropikalnych lub umiarkowanych, o największym bogactwie ogólnym w tropikach. Gatunkami najbardziej znanymi w Ameryce Północnej i Europie są bliźniacze rośliny, ale w innych częściach świata występują liczne zioła, krzewy i małe drzewa, wiele z takimi przystosowaniami do suchych, pustynnych regionów, jak gęste powierzchnie roślin i ciernie. Największe rodzaje - Ipomoea (poranna chwała, z około 500 gatunkami), Convolvulus (powój, 100 gatunków) i Evolvulus (100 gatunków) - obejmują pnącza, rośliny, zioła, drzewa i kilka gatunków wodnych. Duży rodzaj pasożytniczy Cuscuta (stado, 145 gatunków), dawniej należący do własnej rodziny Cuscutaceae, jest teraz niemal kosmopolityczny po rozszerzeniu jego zasięgu o nasiona innych roślin.
Bataty Ipomoea (słodkie ziemniaki) są pochodzenia południowoamerykańskiego i pojawiły się w Starym Świecie wkrótce po kontakcie z Europą. Słodki ziemniak jest spuchniętym korzeniem winorośli, który prowadzi się po ziemi. Popularne warzywo, zwłaszcza w południowych Stanach Zjednoczonych, jest podstawą w Japonii, Chinach i na wyspach południowego Pacyfiku. W wielu miejscach rywalizuje lub przewyższa ryż jako główny element diety. W Stanach Zjednoczonych rasy o wilgotnym i słodkim miąższu od pomarańczowego do czerwonego są błędnie nazywane ignamami, termin, który poprawnie odnosi się do bulw lub kłączy jednoliściennego rodzaju Dioscorea. Inne rasy mają miąższ żółty miąższ, a jeszcze inne są ważne dla pasz, wszystkie części rośliny są wykorzystywane. Amerykańsko-indyjskie słowo na słodki ziemniak brzmiało batatas.
Convolvulaceae obejmuje wiele ozdobnych winorośli Ipomoea (poranna chwała), Convolvulus i Merremia (róża drzewna). Niektóre meksykańskie gatunki Ipomoea dają żywice, a niektóre gatunki Convolvulus dają olej różany. Kilku członków Convolvulaceae, w szczególności Rivea corymbosa i I. violacea, stosowano w Meksyku jako halucynogeny; wytwarzają alkaloidy ergoliny bardzo podobne w strukturze do LSD. Suszone bulwy meksykańskiego I. purga dostarczają dżalap, silny środek wymiotny (przeczyszczający).
Powój (powój) i I. pandurata (winorośl słodkich ziemniaków) są znane z tego, że wiążą inne rośliny w masy niemożliwe do opanowania. Gatunki Cuscuta (unikowe) to pasożyty bezlistne, które wysyłają żółte lub pomarańczowe łodygi wijące się wokół innych roślin i czerpią z nich pożywienie poprzez specjalistyczne struktury przypominające korzenie zwane haustoria; są to szeroko rozpowszechnione pasożyty, które powodują straty ekonomiczne w uprawach i sadach.
