Rodzina turzycowatych: cechy, klasyfikacja i znaczenie

Rodzina turzycowatych, obejmująca około 5 500 gatunków i 90 rodzajów na całym świecie, jest trzecią co do wielkości rodziną roślin jednoliściennych. Unikalna kombinacja cech morfologicznych i kariotypowych przyczynia się do szybkiej ewolucji i zróżnicowania, a także wysokiego poziomu endemizmu w niektórych grupach.

Cechy morfologiczne i charakterystyka rodziny

Turzyce mają wygląd zewnętrzny podobny do traw. Istnieje coraz więcej dowodów na to, że turzyce są najbliższymi krewnymi rodziny turzycowatych. Obie rodziny mają chromosomy o bardzo charakterystycznej budowie. Centromery, punkty zaczepienia wrzecionowatych włókien podczas mejozy, nie są zlokalizowane w jednym miejscu w pobliżu środka, ale są rozproszone wzdłuż długości chromosomów. Zarówno turzyce, jak i Sitniki mają pyłek, który rozprasza się w postaci tetrad. Obie rodziny mają również taką samą liczbę liści w rzędach.

Łodygi turzyc są często trójkątne, najczęściej pełne, natomiast łodygi traw nigdy nie są trójkątne - są zazwyczaj puste w środku. Większość turzyc to morfologicznie zielne byliny o włóknistych korzeniach, trójkątnych łodygach i trójkątnych liściach. Wiele gatunków ma kłącza o różnej długości; u wielu z nich kłącza są ważnymi organami magazynującymi składniki odżywcze. Turzyce mają różne rozmiary, od maleńkich roślin o wysokości poniżej 1 centymetra do gigantycznych roślin papirusowych, które mogą osiągnąć nawet pięć metrów.

Klasyfikacja turzyc

Współczesne systemy klasyfikacji dzielą rodzinę turzycową na 2-4 podrodziny. Podział rodziny na dwie podrodziny spowodowałby powstanie podrodziny Sowiaceae (zwykle z kwiatami obupłciowymi) i podrodziny Sedges (z kwiatami jednopłciowymi). Wielu botaników uważa jednak ten podział za dość abstrakcyjny.

Naukowcy dzielą w ten sposób turzyce na cztery podrodziny:

1. Cotyledony. To jest Największy podrodzina obejmująca około 70 rodzajów i 2 400 gatunków. Przedstawiciele mają zwykle doskonałe kwiaty w prostych kłosach z często licznymi spiralnymi lub dwupiennymi łuskami.
2. Podrodzina Sedges Caricoideae. Kolejna największa podrodzina liczy 2 100 gatunków, rozproszonych w zaledwie 5 rodzajach, i charakteryzuje się jednopłciowymi kwiatami w kłoskach zamkniętych w pędzie.
3. Podrodzina Sclerioideae obejmuje około 14 rodzajów i 300 gatunków; jej kwiaty są również jednopłciowe, ale owoce nie są pokryte podobnym pędem.
4. Podrodzina Mapanioideae. Istnieje około 170 gatunków w 14 rodzajach. Silnie zredukowane kwiaty jednopłciowe są gęsto skupione w celu naśladowania pojedynczego kwiatu, tzw. pseudantium.

Dystrybucja i różnorodność

W skład turzyc wchodzi około 5000 gatunków i w zależności od stosowanej klasyfikacji od 70 do 115 rodzajów. Rozmieszczone na wszystkich kontynentach z wyjątkiem Antarktydy. Chociaż w regionach arktycznych, umiarkowanych i tropikalnych występują liczne gatunki, różnorodność rodzajów jest znacznie większa w regionach tropikalnych. Wiele gatunków turzyc występujących w północnych szerokościach geograficznych ma rozmieszczenie okołobiegunowe. Gatunki występujące w regionach tropikalnych lub ciepłych umiarkowanych, z wyjątkiem tych, które są szeroko rozpowszechnionymi chwastami rolniczymi, są zwykle ograniczone do jednego kontynentu.

Różnorodność ekologiczna turzyc jest ogromna: gatunki występują w prawie wszystkich siedliskach z wyjątkiem skrajnych pustyń, ekosystemów morskich i głębinowych. Większość gatunków z rodziny turzycowatych to jednak rośliny słoneczne lub wilgotne siedliska (słodkie i słone bagna, brzegi stawów i jezior, łąki, wilgotne prerie i sawanny, a także wilgotna tundra). Gatunki preferujące miejsca nasłonecznione mogą również występować w sztucznie stworzonych siedliskach, takich jak rowy i brzegi kanałów. Wiele gatunków turzyc występuje w podszyciu różnych typów lasów (zarówno umiarkowanych, jak i tropikalnych). Niektóre są przystosowane do wyspecjalizowanych siedlisk, w tym wydm, słodkowodnych jezior i strumieni oraz klifów.

Poniżej przedstawiamy kilku przedstawicieli rodziny turzycowatych, z których większość jest wszechobecna w Rosji:

• stroiki;
• kobresia;
• mieczyk pospolity;
• turzyca;
• bawełna - trawa;
• Schenoplectus;
• trawa pszeniczna;
• fimry;
• cyperus.

Ekologia rodziny

Ekologiczne znaczenie turzyc jest niezwykle wysokie. Są one często dominującymi składnikami wielu biomów. Dlatego też mają one kluczowe znaczenie dla produktywności pierwotnej oraz dla wielu aspektów ciągłego obiegu wody w atmosferze, tj. parowania, transpiracji, kondensacji, opadów i spływu. Owoce, a czasem pędy i bulwy turzyc są ważnym pokarmem dla wielu zwierząt wodnych i płazów. Duże stanowiska turzyc są również istotne jako schronienie dla wielu ssaków.

turzyce są nie tylko ważnymi składnikami stabilnych zbiorowisk gleb bagiennych, ale także odgrywają istotną rolę w ich sukcesji. Wiele gatunków jednorocznych i wieloletnich turzyc jest pierwszymi kolonizatorami na pozbawionej życia glebie nowo powstałych biomów. W dojrzałych glebach podmokłych gatunki te są zastępowane przez przedstawicieli bylin. Nasiona turzyc mogą docierać do nowych siedlisk przez rozproszenie, najczęściej przez ptaki. Jednak wiele gatunków, zwłaszcza tych podlegających cyklicznym okresom wysychania, posiada "uśpione" żywotne nasiona, które są zatrzymywane w glebie jako bank nasion. Roślinność takich gleb jest w odpowiednich warunkach odmładzana z banku nasion, a nie polega całkowicie na rozproszeniu.

Znaczenie gospodarcze

Rodzina turzycowatych nie może pochwalić się wieloma gatunkami roślin użytkowych. Spośród nich zdecydowanie najważniejsze są chiński kasztan wodny i Chufa lub orzech tygrysi, odmiany żółtych orzechów turzycy uprawiane głównie w Afryce. U obu gatunków częściami jadalnymi są podziemne bulwy. W regionach borealnych i na obszarach górskich gatunki turzyc są często ważnymi roślinami pastwiskowymi, a nawet mogą być uprawiane, jak np. łąki z niektórych gatunków turzyc w Islandii.

Na całym świecie wiele gatunków turzyc ma regionalne znaczenie w wyplataniu koszy, ekranów, a nawet sandałów ze względu na ich mocne, włókniste łodygi i liście. Takie rośliny są uprawiane w Indiach. Rdzenni mieszkańcy jeziora Titicaca w Andach używają turzyc do budowy małych łodzi zwanych balsamami. Niektóre z dużych, szybko rosnących turzyc mokradłowych są uprawiane w zbiornikach i cysternach do oczyszczania ścieków bytowych ścieki woda ze względu na ich zdolność do pochłaniania nadmiaru składników odżywczych, zwłaszcza fosforu i azotu.