گل زیبای ارکیده

Orchidaceae یک خانواده متنوع و گسترده از گیاهان گلدار است ، با شکوفه هایی اغلب رنگارنگ و معطر ، که معمولاً به عنوان خانواده ارکیده شناخته می شود.

در کنار گیاهان Asteraceae ، آنها یکی از دو خانواده بزرگ گیاهان گلدار هستند. گل ارکیده دارای حدود 28000 گونه در حال حاضر پذیرفته شده است که در حدود 763 جنس توزیع می شود. [2] [3] تعیین اینکه کدام خانواده بزرگتر است هنوز مورد بحث است ، زیرا داده های تأیید شده در مورد اعضای چنین خانواده های عظیمی به طور مداوم در جریان است. صرف نظر از این ، تعداد گونه های ارکیده تقریباً برابر با تعداد ماهیان استخوانی ، بیش از دو برابر تعداد گونه های پرندگان و حدود چهار برابر تعداد گونه های پستانداران است.

این خانواده حدود 6-11 درصد از کل گیاهان دانه ای را شامل می شود. [4] بزرگترین جنسها Bulbophyllum (2000 گونه) ، Epidendrum (1500 گونه) ، Dendrobium (1400 گونه) و Pleurothallis (1000 گونه) هستند. همچنین شامل وانیل (تیره گیاه وانیل) ، نوع تیره Orchis و بسیاری از گیاهان معمولاً کشت شده مانند Phalaenopsis و Cattleya است. علاوه بر این ، از زمان ورود گونه های گرمسیری به زیر کشت در قرن نوزدهم ، باغداران بیش از 100000 نوع دورگه و رقم تولید کرده اند.

شرح

ارکیده ها به راحتی از سایر گیاهان متمایز می شوند ، زیرا دارای برخی خصوصیات مشتق شده یا سیناپومورفی های کاملاً مشهود هستند. از جمله این موارد: تقارن دو طرفه گل (zygomorphism) ، بسیاری از گلهای احیا کننده ، یک گلبرگ تقریباً کاملاً اصلاح شده (برچسب) ، پرچمها و مورچه های ذوب شده و دانه های بسیار ریز.

ساقه و ریشه

جوانه زدن بذر گل ارکیده معتدل Anacamptis coriophora. پروتوکرم اولین عضوی است که به ریشه ها و برگ های واقعی تبدیل می شود.

همه ارکیده ها گیاهانی چند ساله هستند که فاقد هرگونه ساختار چوبی دائمی هستند. آنها می توانند طبق دو الگو رشد کنند:

تک پوستی: ساقه از یک جوانه رشد می کند ، برگها هر ساله از راس اضافه می شوند و ساقه بر این اساس بلندتر می شود. طول ساقه ارکیده ها با رشد تک قطبی مانند واندا و وانیل می تواند به چندین متر برسد.

Sympodial: ارکیده های Sympodial دارای یک جلو (جدیدترین رشد) و یک پشت (قدیمی ترین رشد) هستند. [5] این گیاه یک سری شاخه های مجاور تولید می کند ، که به اندازه خاصی رشد می کنند ، شکوفا می شوند و سپس رشد را متوقف می کنند و جایگزین می شوند. ارکیده های سمپودیال به دنبال سطح پشتیبانی آنها ، به جای رشد عمودی ، جانبی رشد می کنند. این رشد با توسعه گلدانهای جدید ، با برگها و ریشه های خاص خود ، که از یا در کنار آن سال قبل جوانه زده اند ، مانند Cattleya ، ادامه دارد. در حالی که یک سرب جدید در حال توسعه است ، ریزوم ممکن است رشد خود را دوباره از به اصطلاح "چشم" ، یک جوانه تکامل نیافته آغاز کند ، در نتیجه منشعب می شود. ارکیده های سمپودیال ممکن است پیازهای شبه قابل مشاهده ای داشته باشند که توسط یک ریزوم بهم متصل شده اند ، که در امتداد بالای آن یا فقط در زیر خاک خزیده می شوند.

Orchis lactea ، جمع آوری شده در ساردینیا ؛ اندازه کوچک ، در مقایسه با یک سکه یک یورویی ، و دو tuberoids معمولی از جنس Orchis برجسته شده اند

ارکیده های زمینی ممکن است ریزوماتوز باشند و یا بنه یا غده تشکیل دهند. کلاهک های ریشه ارکیده های زمینی صاف و سفید هستند.

بعضی از ارکیده های زمینی همدردی مانند Orchis و Ophrys دارای دو ریشه غده زیر زمین هستند. یکی به عنوان ذخیره غذایی برای دوره های زمستانی استفاده می شود ، و توسعه دیگری را فراهم می کند ، که از آن رشد قابل مشاهده ایجاد می شود.

در آب و هوای گرم و مرتبا مرطوب ، بسیاری از ارکیده های زمینی نیازی به پیاز شبه ندارند.

ارکیده های اپی فیتیک ، آنهایی که روی یک تکیه گاه رشد می کنند ، ریشه های هوایی اصلاح شده ای دارند که گاهی می تواند چند متر طول داشته باشد. در قسمتهای قدیمی ریشه ها ، یک اپیدرم اسفنجی اصلاح شده ، به نام ولامن ، عملکرد جذب رطوبت را دارد. از سلولهای مرده ساخته شده و می تواند ظاهری خاکستری نقره ای ، سفید یا قهوه ای داشته باشد. در بعضی از ارکیده ها ، ولامن شامل اجسام اسفنجی و الیافی در نزدیکی سلول های معبر است که تیلوزوم نامیده می شوند.

سلولهای اپیدرم ریشه با یک زاویه درست نسبت به محور ریشه رشد می کنند تا بتوانند درک خوبی از حمایت خود داشته باشند. مواد مغذی ارکیده های اپی فیتیک عمدتا از گرد و غبار معدنی ، ریزه های آلی ، فضولات حیوانات و سایر مواد جمع آوری شده در سطح حمایت کننده آنها حاصل می شود.

لامپ شبه Prosthechea fragrans

پایه ساقه اپی فیت های sympodial یا در بعضی از گونه ها اساساً کل ساقه ، ممکن است ضخیم شده و یک لامپ شبه تشکیل شود که حاوی مواد مغذی و آب برای دوره های خشک تر است.

لامپ شبه دارای سطحی صاف و دارای شیارهای طولی است و می تواند اشکال مختلفی داشته باشد ، اغلب مخروطی یا مستطیل است. اندازه آن بسیار متغیر است. در برخی از گونه های کوچک Bulbophyllum ، بیش از دو میلی متر نیست ، در حالی که در بزرگترین گل ارکیده جهان ، Grammatophyllum speciosum (ارکیده غول پیکر) ، می تواند به سه متر برسد. بعضی از گونه های دندروبیوم دارای پیازهای پیاز بلند و باریک و دارای برگهای کوتاه و گرد در کل طول هستند. برخی از ارکیده ها پیازهای شبه مخفی یا بسیار کوچکی دارند که کاملاً در داخل برگ ها گنجانده شده است.

با افزایش سن ، پیاز کاذب برگ های خود را می ریزد و به حالت خواب می رود. در این مرحله ، اغلب به آن لامپ عقب گفته می شود. لامپهای عقب هنوز تغذیه گیاه را حفظ می کنند ، اما پس از آن معمولاً یک لامپ شبه این کار را انجام می دهد و از آخرین ذخایر جمع شده در لامپ استفاده می کند که در نهایت نیز از بین می رود. یک لامپ شبه به طور معمول حدود پنج سال زندگی می کند. گفته می شود که ارکیده های فاقد پیاز شبه قابل توجه دارای رشد هستند ، که یک جز individual جداگانه از یک گیاه همزاد است.

برگها

مانند اکثر تک لپه ها ، ارکیده ها به طور کلی دارای برگهای ساده با رگه های موازی هستند ، اگرچه برخی از گیاهان وانیلوئیدئا دارای تورم شبکه ای هستند. برگها ممکن است به صورت تخم مرغ ، نیزه ، یا مدور باشد و از نظر اندازه برای گیاه بوته بسیار متغیر است. ویژگی های آنها اغلب تشخیصی است. آنها به طور معمول روی ساقه متناوب هستند ، که اغلب از طول در امتداد مرکز جمع می شوند ("plicate") ، و هیچ سوراخ ندارند. برگهای ارکیده غالباً دارای اجسام سیلیسی به نام استگماتا در غلافهای دسته عروقی هستند (در Orchidoideae وجود ندارند) و رشته ای هستند.

ساختار برگها با زیستگاه خاص گیاه مطابقت دارد. گونه هایی که به طور معمول در معرض نور خورشید قرار می گیرند ، یا در مکان هایی رشد می کنند که گاهی اوقات بسیار خشک هستند ، دارای برگهای ضخیم و چرمی هستند و لایه ها توسط یک کوتیکول مومی پوشانده می شوند تا منبع آب لازم را حفظ کنند. از طرف دیگر ، گونه های سایه دوست ، برگهای بلند و نازکی دارند.

برگهای اکثر ارکیده ها چند ساله است ، به این معنی که چندین سال زنده می مانند ، در حالی که بقیه ، به ویژه آنهایی که دارای برگهای خلال مانند Catasetum هستند ، آنها را سالانه ریخته و برگهای جدید همراه با پیازهای جدید تولید می کنند.

برگ برخی از ارکیده ها زینتی محسوب می شوند. برگهای گیاه Macodes sanderiana ، ارکیده نیمه زمینی یا سنگ آغوش ("لیتوفیت") ، رگه ای درخشان از نقره و طلای روی زمینه سبز روشن نشان می دهد. برگهای قلبی گیاه Psychopsis limminghei به رنگ سبز مایل به قهوه ای روشن و دارای علامت های پوستی قهوه ای است که توسط رنگدانه های گل ایجاد شده است. جذابیت جذاب برگهای دمپایی خانمها از آسیای گرمسیری و نیمه گرمسیری (Paphiopedilum) در اثر توزیع ناهموار کلروفیل ایجاد می شود. همچنین ، Phalaenopsis schilleriana ارکیده صورتی پاستلی با برگهای خالدار به رنگ سبز تیره و سبز روشن است. گل ارکیده نگین (Ludisia discolor) بیش از گلهای سفید به دلیل برگهای رنگارنگ آن رشد کرده است.

برخی از ارکیده ها ، مانند Dendrophylax lindenii (ارکیده شبح) ، Aphyllorchis و Taeniophyllum برای فتوسنتز به ریشه های سبز خود وابسته هستند و فاقد برگهای رشد یافته طبیعی هستند ، مانند سایر گونه های هتروتروف.

ارکیده های تیره Corallorhiza (ارکیده های مرجان) فاقد برگ هستند و در عوض ریشه های خود را به دور ریشه درختان بالغ می پیچند و از قارچ های مخصوص برای برداشت قندها استفاده می کنند. [6]

رقم وندا

گل ها

Orchidaceae بخاطر تنوع ساختاری زیادی در گلهای خود شناخته شده است.

بعضی از ارکیده ها دارای گلهای منفرد هستند ، اما در اکثر آنها گل آذین وجود دارد که بعضی اوقات دارای تعداد زیادی گل است. ساقه گل می تواند پایه باشد ، یعنی از پایه غده تولید می شود ، مانند Cymbidium ، آپیکال ، به این معنی که از راس ساقه اصلی رشد می کند ، مانند Cattleya یا زیر بغل ، از زیر بغل برگ ، مانند Vanda .

گل ارکیده به عنوان یک نامتعارف از روی تخته ، به صورت ابتدایی زیگومورفیک (متقارن دوسویه) است ، اگرچه در برخی از جنس ها مانند مورمودها ، لودیزیا و ماکودها ، این نوع تقارن ممکن است دشوار باشد.

Dactylorhiza sambucina ، Orchidoideae برای مرجع

گل ارکیده ، مانند اکثر گلهای تک لکه ، دارای دو گل عنصر استریل است. گرداب خارجی دارای سه کاسبرگ و گرداب داخلی دارای سه گلبرگ است. کاسبرگها معمولاً بسیار شبیه گلبرگها هستند (به این ترتیب تپال ها نامیده می شوند ، 1) ، اما ممکن است کاملاً مجزا باشند.

گلبرگ داخلی که لبلوم یا لب (6) نامیده می شود و همیشه اصلاح و بزرگ می شود ، در واقع گلبرگ داخلی فوقانی است. با این حال ، با رشد گل ، تخمدان تحتانی (7) یا پایه به طور معمول 180 درجه می چرخد ​​، به طوری که برچسب به قسمت تحتانی گل می رسد ، بنابراین برای ایجاد سکویی برای گرده افشان مناسب می شود. این مشخصه ، تجویز مجدد (Resupination) نامیده می شود ، به طور ابتدایی در خانواده رخ می دهد و از نظر شکل ظاهری ، یک ویژگی مشتق شده از کل Orchidaceae است. پیچ خوردگی تخمدان از قسمت طولی نشان داده شده (پایین سمت راست) کاملاً مشهود است. بعضی از ارکیده ها در مرحله دوم این تجدید نیرو را از دست داده اند ، به عنوان مثال Epidendrum secundum.

برش طولی از گل Vanilla planifolia

شکل طبیعی کاسبرگ را می توان در Cattleya یافت ، جایی که آنها یک مثلث تشکیل می دهند. در Paphiopedilum (دمپایی ونوس) ، دو کاسبرگ تحتانی در یک سینسپال ذوب می شوند ، در حالی که لب به شکل دمپایی درآمده است. در Masdevallia ، تمام کاسبرگها ذوب می شوند.

به گل ارکیده با تعداد غیرطبیعی گلبرگ یا لب ، گل لک گفته می شود. Peloria یک ویژگی ژنتیکی است ، اما بیان آن تحت تأثیر محیط زیست است و ممکن است تصادفی به نظر برسد.

رقم Laeliocattleya فرم طبیعی گلبرگ ها را نشان می دهد.

گلهای ارکیده بدویاً دارای سه پایه بود ، اما اکنون این وضعیت محدود به جنس Neuwiedia است. Apostasia و Cypripedioideae دارای دو پرچم هستند ، مرکزی استریل است و به یک استامینود تبدیل می شود. کل ارکیده های دیگر ، کلادی که Monandria نامیده می شود ، فقط بنیان مرکزی را حفظ می کند ، بقیه به استامینود تبدیل می شوند (4). رشته های پرچم ها همیشه به سبک چسبیده (ذوب شده) می شوند و ساختار استوانه ای به نام ژنوستمیوم یا ستون ایجاد می کنند (2). در Apostasioideae بدوی ، این هم آمیختگی فقط جزئی است. در Vanilloideae عمیق تر است. در Orchidoideae و Epidendroideae ، کل است. کلاله (9) بسیار نامتقارن است ، زیرا تمام لوب های آن به سمت مرکز گل خم شده و در پایین ستون قرار دارد.

گرده به صورت تک دانه آزاد می شود ، مانند اکثر گیاهان دیگر در Apostasioideae ، Cypripedioideae و Vanilloideae. در زیرخانواده های دیگر که اکثر گیاهان ارکیده را تشکیل می دهند ، بساک (3) حامل دو pollinia است.

پولنیوم یک توده مومی دانه های گرده است که توسط آلکالوئید ویسکین چسب مانند نگه داشته می شود و شامل هر دو رشته سلولزی و موکوپلی ساکاریدها است. هر گرده افشانی به رشته ای متصل است که می تواند به شکل یک دانه ، مانند داکتیلورهیزا یا هابناریا یا یک نوار مانند واندا تشکیل شود. دانه ها یا راه راه ها گرده ها را به ویسکیدیم ، یک پد چسبنده که گرده ها را به بدن گرده افشان می چسباند ، نگه می دارند.

در لبه بالایی کلاله ارکیده های تک شاخک ، در جلوی کلاهک گل سرخ ، گل سرخ (5) قرار دارد ، یک گسترش باریک که در مکانیسم پیچیده گرده افشانی نقش دارد.

همانطور که گفته شد ، تخمدان همیشه پایین است (در پشت گل قرار دارد). این سه کارپلاته و یک یا به ندرت سه بار تقسیم شده با جفت جداری است (محوری در Apostasioideae).

در سال 2011 ، Bulbophyllum nocturnum کشف شد که شبانه گل می دهد. [7]

گرده افشانی

مکانیسم های پیچیده ای که ارکیده ها برای دستیابی به گرده افشانی متقابل ایجاد کرده اند توسط چارلز داروین مورد بررسی قرار گرفت و در Fertilization of Orchids (1862) شرح داده شد. ارکیده ها سیستم های گرده افشانی بسیار تخصصی ایجاد کرده اند ، بنابراین احتمال گرده افشانی اغلب کم است ، بنابراین گلهای گل ارکیده معمولاً برای دوره های بسیار طولانی پذیرا می مانند و باعث می شود گلهای غیر گرده افشان در کشت طولانی مدت باشند. اکثر ارکیده ها گرده را به صورت توده ای واحد تحویل می دهند. هر بار که گرده افشانی موفقیت آمیز باشد ، هزاران تخمک می توانند بارور شوند.

گرده افشان ها اغلب از نظر بصری توسط شکل و رنگ برچسب جذب می شوند. با این حال ، برخی از گونه های Bulbophyllum مگس های میوه نر (Bactrocera و Zeugodacus spp.) را فقط از طریق یک ماده شیمیایی گل که به طور همزمان به عنوان پاداش گل (به عنوان مثال متیل اوژنول ، کتون تمشک یا زنجبیلون) عمل می کند ، جذب می کنند. [8] گلها ممکن است بوهای جذابی تولید کنند. گرچه شهد در اکثر گونه ها وجود ندارد ، اما ممکن است شهد در شکاف برچسب (8 تصویر بالا) ، یا در نقطه کاسبرگ ها ، یا در سپتوم تخمدان ، معمول ترین موقعیت در بین Asparagales تولید شود.

در ارکیده هایی که گرده افشانی تولید می کنند ، گرده افشانی به نوعی از توالی زیر اتفاق می افتد: وقتی گرده افشان وارد گل می شود ، ویسکیدیوم را لمس می کند ، که بلافاصله به بدنش می چسبد ، به طور کلی روی سر یا شکم. در حالی که گل را ترک می کند ، گرده افشانی را از گلسنگ بیرون می کشد ، زیرا از طریق دانه یا استپ به ویسکیدیم متصل می شود. سپس دمی خم شده و گرده افشانی به جلو و پایین منتقل می شود. هنگامی که گرده افشان وارد گل دیگری از همان گونه می شود ، گرده افشانی به گونه ای قرار گرفته است که به کلاله گل دوم ، درست در زیر گل سرخ می چسبد و آن را گرده افشانی می کند. دارندگان ارکیده ممکن است بتوانند فرآیند را با مداد ، مسواک کوچک یا وسیله مشابه دیگر تولید کنند.

Ophrys apifera در شرف خود گرده افشانی است

بعضی از ارکیده ها به طور عمده یا کاملاً به خود گرده افشانی اعتماد می کنند ، به ویژه در مناطق سردتر که گرده افشان ها به ویژه نادر هستند. اگر گل توسط هیچ گرده افشانی بازدید نشده باشد ، ممکن است دانه ها خشک شوند و سپس گرده ها مستقیماً روی کلاله می افتند. در غیر این صورت ، ممکن است بساک بچرخد و سپس وارد حفره کلاله گل شود (مانند Holcoglossum amesianum).

ارکیده دمپایی Paphiopedilum parishii با خود باروری تولید مثل می کند. این اتفاق زمانی رخ می دهد که بساک از حالت جامد به حالت مایع تبدیل می شود و مستقیماً بدون کمک هیچ عامل گرده افشانی یا مجموعه گل با سطح کلاله تماس می گیرد. [9]

برچسب گیاه Cypripedioideae به شکل کلاهک است و عملکرد به دام انداختن حشرات بازدید کننده را دارد. تنها راه خروج به گلگیرهایی منتقل می شود که گرده را به بازدید کننده می رسانند.

در برخی از ارکیده های فوق العاده تخصصی ، مانند تیره اوراسیایی Ophrys ، برچسب سازگار با رنگ ، شکل و بو است که حشرات نر را از طریق تقلید از یک ماده پذیرا جذب می کند. گرده افشانی در حالی اتفاق می افتد که حشره سعی در جفت شدن با گلها دارد.

بسیاری از ارکیده های نواحی گرمسیری توسط زنبورهای نر ارکیده گرده افشانی می شوند ، که به گل ها مراجعه می کنند تا مواد شیمیایی فرار مورد نیاز برای سنتز جاذب های فرمونی مورد نیاز را جمع کنند. نرها از گونه هایی مانند Euglossa imperialis یا Eulaema meriana مشاهده شده اند که مناطق خود را به صورت دوره ای ترک می کنند تا از ترکیبات معطر مانند سینئول استفاده کنند تا فرمون را برای جذب و جفت شدن ماده ترکیب کنند. [10] [11] هر نوع ارکیده ، گرده ها را در قسمت دیگری از بدن و در گونه های مختلف زنبورهای عسل قرار می دهد تا بتواند گرده افشانی مناسب را اعمال کند.

یک ارکیده ساکروفیتیک آکلروفیل نادر که در استرالیا به طور کامل در زیر زمین رشد می کند ، Rhizanthella slateri ، هرگز در معرض نور قرار نمی گیرد و برای گرده افشانی آن به مورچه ها و سایر حشرات زمینی بستگی دارد.

Catasetum ، تیره ای که به طور مختصر توسط داروین مورد بحث قرار گرفت ، در حقیقت وقتی حشره ای به یک ناحیه حفره ای برخورد می کند ، گرده های گل آلود خود را با نیروی انفجاری پرتاب می کند و گرده افشان را از گل دور می کند.

پس از گرده افشانی ، کاسبرگها و گلبرگها کمرنگ و پژمرده می شوند اما معمولاً به تخمدان متصل می مانند.

تولید مثل غیر جنسی

بعضی از گونه ها مانند Phalaenopsis ، Dendrobium و Vanda از طریق تجمع هورمون های رشد در آن نقطه ، شاخه ها یا گیاهچه هایی را تشکیل می دهند که از یکی از گره های ساقه تشکیل شده اند. این شاخه ها با نام keiki شناخته می شوند.

میوه ها و دانه ها

تخمدان معمولاً به کپسولی تبدیل می شود که توسط سه یا شش شکاف طولی از بین می رود ، در حالی که در هر دو انتها بسته است.

بذرها تقریباً میکروسکوپی و بسیار زیاد هستند ، در بعضی از گونه ها بیش از یک میلیون در هر کپسول. پس از رسیدن ، مانند ذرات گرد و غبار یا هاگ منفجر می شوند. آنها فاقد آندوسپرم هستند و باید با انواع مختلف قارچ های بازیدیومایکتیک مایکوریزا که به آنها مواد مغذی لازم جهت جوانه زنی را فراهم می کنند ، روابط همزیستی داشته باشند ، بنابراین تمام گونه های ارکیده در طول جوانه زنی مایکروهوتروت هستند و برای تکمیل چرخه حیات خود به قارچ ها متکی هستند.

Orchid mycorrhizal قارچ در صفحه آگار ، آزمایشگاه Jodrell ، باغ Kew

از آنجا که شانس دیدار دانه با یک قارچ مناسب بسیار اندک است ، فقط یک دقیقه از کل دانه های آزاد شده به گیاهان بالغ تبدیل می شوند. در كشت ، جوانه زني معمولاً هفته ها به طول مي انجامد.

تکنیک های باغبانی برای جوانه زنی بذرهای ارکیده روی یک ماده مغذی مصنوعی ابداع شده است ، و قارچ را برای جوانه زنی از بین می برد و به انتشار گل ارکیده های زینتی کمک زیادی می کند. محیط معمول برای کاشت ارکیده در شرایط مصنوعی ، ژل آگار همراه با یک منبع انرژی کربوهیدرات است. منبع کربوهیدرات می تواند ترکیبی از قندهای گسسته باشد و یا می تواند از منابع دیگر مانند موز ، آناناس ، هلو ، یا حتی پوره گوجه فرنگی یا آب نارگیل حاصل شود. پس از آماده سازی محیط آگار ، آن را در لوله های آزمایشگاهی یا شیشه هایی ریخته و سپس اتوکلاو می کنند (یا در زودپز می پزند) تا محیط را استریل کند. بعد از پختن ، با خنک شدن ، محیط شروع به ژل زدن می کند.