Физиологическое разнообразие орхидей

Орхидные (Orchidaceae) представляют собой разнообразное и широко распространённое семейство цветковых растений, имеющее большое значение в декоративной, медицинской, природоохранной и эволюционной науке. Широкое разнообразие морфологии, формы роста, жизненной истории и местообитаний обусловливает различные физиологические свойства представителей Orchidaceae. Эпифитные орхидеи часто характеризуются мясистыми листьями с толстыми клеточными стенками, кутикулой и втянутыми устьицами, тогда как наземные орхидеи имеют корневища, кроны (корневые клубни) или луковицы/клубни. Большинство орхидей имеют длительный ювенильный период, медленные темпы роста и низкую фотосинтетическую способность. Это сниженное фотосинтетическое потенциал в значительной степени объясняется диффузионной проводимостью CO2 и внутренней структурой листа. Количество света, необходимое для выживания растения, зависит от режима питания, формы роста и местообитания. Большинство орхидей способны адаптироваться к световым условиям посредством морфологических и физиологических перестроек, но чувствительны к резким изменениям освещённости. Орхидеи, происходящие из тёплых регионов, восприимчивы к охлаждению, тогда как альпийские виды уязвимы к высоким температурам. Для эпифитных орхидей быстрый захват воды веламеном radicum, накопление воды в псевдобульбах и листьях, медленные потери воды и Crassulacean Acid Metabolism (метаболизм яблочно-уксусной кислоты; CAM) способствуют водному балансу и устойчивости к засухе. Наличие веламена radicum и микоризных грибов может компенсировать отсутствие корневых волосков, способствуя быстрому поглощению питательных веществ из атмосферы. В культуре форма и концентрация азота влияют на рост и цветение орхидей. Однако ограничения по азоту и фосфору для эпифитных орхидей в дикой природе, из-за которых эти растения зависят от микоризы для получения питательных веществ на протяжении всего жизненного цикла, остаются недостаточно изученными. Поскольку семена лишены эндосперма, их прорастание зависит от получения питательных веществ через микоризные грибы. Взрослые растения некоторых автотрофных орхидей также получают углерод, азот, фосфор и другие элементы от своих микоризных партнёров. В будущем следует исследовать механизмы, определяющие медленный рост и индукцию цветения, физиологические причины вариабельности цветения и продолжительности жизни цветков, влияние питательных веществ и отложений атмосферного азота, а также практическое применение микоризных грибов в культивации орхидей.