Solanales, thứ tự khoai tây của thực vật có hoa, bao gồm năm họ với 165 chi và hơn 4.080 loài. Hai trong số các họ lớn và chứa một số loại cây được trồng nhiều nhất: Solanaceae (nighthades) và Convolvulaceae (rau muống).
Solanales thuộc nhóm tiểu hành tinh lõi (sinh vật có một tổ tiên chung duy nhất), hoặc dòng dõi thực vật có hoa, trong nhóm euasterid I của hệ thống phân loại thực vật Angiosperm Phylogeny Nhóm III (APG III) (xem angiosperm). Thứ tự liên quan chặt chẽ nhất với Lamiales và Gentianales.
Họ đậu
Họ lớn nhất ở Solanales là Solanaceae, họ khoai tây hoặc nighthade, bao gồm khoảng 100 chi và gần 2.500 loài. Phần lớn trong số này là nhiệt đới, nhưng gia đình cũng được đại diện tốt ở vùng ôn đới. Sự đa dạng lớn nhất của nó tập trung ở phía tây Nam Mỹ, kéo dài đến Trung Mỹ và Mexico. Gia đình bao gồm các loại cây trồng chính như khoai tây, cà chua, ớt chuông, cà tím, thuốc lá và cây dã yên thảo trong vườn. Các thành viên ít được biết đến trong gia đình bao gồm Physalis ixocarpa (tomatillo) và Solanum betaceum (tamarillo, hoặc cà chua cây), được sử dụng rộng rãi ở Mexico, Trung Mỹ và Andes.
Trong số các chi trang trí quan trọng ở Solanaceae là Brugmansia, Cestrum, Nicandra, Nicotiana, Nierpriceia, Petunia, Salpiglossis, Schizanthus, Solandra và Solanum. Các loài Nicotiana được trồng làm cảnh trang trí khác với các loài sản xuất thuốc lá.
Solanaceae chứa một loạt các cây thuốc đặc biệt phong phú. Các alcaloid quan trọng có nguồn gốc từ Solanaceae bao gồm atropine, được sử dụng làm thuốc giãn cơ và làm thuốc giải độc cho một số loại chất độc (ví dụ, ngộ độc khí gas). Nhiều loài độc hại; cái chết được cho là do khoai tây có thịt màu xanh lá cây, cơn ác mộng chết người (belladonna; Atropa belladonna), bao phấn của datura hình ống dài (Brugmansia) và các loài khác. Ngoài ra, thuốc lá có liên quan đến ung thư và các bệnh khác.
Nhiều thành viên của Solanaceae có liên quan đến các hoạt động phù thủy ở châu Âu thời trung cổ, ở Nam Mỹ và các nơi khác. Thuật ngữ jimsonweed (Datura stramonium) có từ năm 1676, khi quân đội Anh bị ảo giác trong vài ngày sau khi ăn cây trong món salad mà họ chuẩn bị sau sự sụp đổ của cuộc nổi loạn của Nathaniel Bacon ở Jamestown, Virginia. Mandragora docinarum (mandrake) có rễ củ dày giống như hình dạng con người, và nó có chứa hyoscyamine mạnh mẽ. Trong nhiều thế kỷ, nó đã được sử dụng cả về mặt y học (như thuốc gây mê) và gây ảo giác.
Sự phân bố tự nhiên của gia đình đã bị che dấu bởi nhiều loài vô tình và cố tình vận chuyển từ môi trường sống tự nhiên của chúng bởi con người trong vài trăm năm qua, gây ấn tượng sai lầm về một họ thực vật quốc tế phân bố tốt. Một ví dụ được tìm thấy ở Datura, nơi hai loài nổi tiếng được mô tả lần đầu tiên từ Ấn Độ, mặc dù chi này hoàn toàn có nguồn gốc từ Thế giới mới. Hai loài này và những loài khác đã được các du khách châu Âu vận chuyển ngay sau khi phát hiện ra châu Mỹ. Tương tự, các loại cây trồng quan trọng như khoai tây, cà chua, ớt và thuốc lá không được biết đến bên ngoài Nam Mỹ cho đến những năm 1500, khi chúng được đưa trở lại châu Âu bởi những nhà thám hiểm đầu tiên.
Đặc điểm gia đình
Solanaceae chủ yếu là các loại thảo mộc, cây bụi hoặc epiphyte gỗ, mặc dù có một số cây trong gia đình. Một vài loài là dây leo hoặc hemiepiphyte, nhưng chúng hiếm khi được xoắn. Mủ vắng mặt trong gia đình. Lá mọc xen kẽ nhưng thường ở cặp không bằng nhau, lá nhỏ hơn đôi khi giống với quy định. Các lá có thể được chia toàn bộ hoặc khác nhau. Đôi khi có vết thương, nhưng bracteoles hiếm khi xảy ra. Hoa hầu hết là hoàn hảo (nghĩa là cả hai giới đều có cùng một bông hoa) và các phần hoa xảy ra theo bội số của bốn hoặc năm. Các thùy đài được hợp nhất ở nhiều mức độ khác nhau. Các bao phấn thường mở bằng các lỗ chân lông và một đĩa mật có mặt khi các bao phấn mở theo chiều dọc. Buồng trứng nói chung bao gồm hai con cá chép hợp nhất với một vài đến nhiều noãn ở mỗi vị trí. Quả là một quả mọng hoặc viên nang và thường chứa nhiều hạt.
Hoa của Solanaceae được thụ phấn chủ yếu bởi côn trùng, nhưng chim và dơi thụ phấn cho một số loài nhiệt đới. Họ này có cả hoa mở rộng, thu hút các loài thụ phấn nói chung và corollas không đều có khe hở hẹp, thu hút những con ong chuyên dụng. Một số nhóm có corollas hình ống hoặc đêm, thu hút bướm đêm. Mật hoa thường được sản xuất từ đĩa đệm phụ buồng trứng. Một số lượng lớn các loài có bao phấn có lỗ chân lông cuối cùng được thụ phấn bởi những nhóm ong không liên quan (không phải ong mật). Trong hành động này, con ong nắm lấy bao phấn và bằng cách run rẩy cơ bắp bay gián tiếp của cô ấy khiến một đám mây phấn hoa được cộng hưởng ra khỏi lỗ chân lông. Các loài có lỗ bao phấn cuối cùng, như Solanum, thường không tạo ra mật hoa.
Lycianthe có khoảng 200 loài, chủ yếu ở các khu rừng Neotropical nhưng với một số loài ở châu Á nhiệt đới. Một chi lớn khác nhưng ít được biết đến từ các khu rừng Neotropical là Cestrum, với khoảng 175 loài. Được biết đến nhiều hơn, bởi vì cây cảnh và cây thuốc của nó, là Nicotiana (thuốc lá), có 95 loài, chủ yếu ở phía tây Nam Mỹ nhưng với các nhóm xa xôi ở Mexico và Úc và các loài bị cô lập trên các đảo đại dương và tây nam châu Phi. Physalis (Mexico) và Lycium (vùng ôn đới) có 50 loài trở lên, và có khoảng tám chi khác với 20 loài trở lên.
Khoai tây
Một trong những chi thực vật có hoa lớn nhất và được biết đến nhiều nhất là Solanum (chi khoai tây), có khoảng 1.250 đến 1.700 loài. Trong Solanum, có khoảng 450 loài trong nhóm gai có lông hình sao, mặc dù phát triển tốt nhất ở Nam Mỹ, có sự phân bố phong phú ở những nơi khác như Châu Phi và Úc. 175 đến 200 loài khác thuộc nhóm khoai tây, chủ yếu ở vùng cao phía tây Nam Mỹ nhưng có các loài đặc biệt ở Mexico và Tây Nam Hoa Kỳ. Chi này bao gồm khoảng 30 loài trong nhóm đêm đen, đại diện tốt nhất ở miền đông nam Nam Mỹ nhưng có loài trên mọi lục địa.
S. tuberosum (khoai tây) lần đầu tiên được thuần hóa ở miền tây Nam Mỹ và được đưa vào châu Âu trong thế kỷ 16, nhưng nó không trở nên quan trọng ở đó trong hơn một thế kỷ. Hầu hết khoai tây được trồng ngày nay là một loài duy nhất, nhưng một số loài mang củ khác vẫn được trồng bởi người dân bản địa ở vùng cao của Peru. Khoai tây là cây lương thực quan trọng thứ tư trên thế giới, sau ngô, lúa mì và gạo. (Tầm quan trọng kinh tế của nó đã được Liên Hợp Quốc công nhận, năm 2008 được gọi là Năm quốc tế của khoai tây.) Các loại củ ăn được là thân ngầm của một loại thảo mộc có mùi thơm mạnh mẽ. Thực vật được trồng từ mắt của người Viking, thực sự là chồi. Cây khoai tây đôi khi dễ bị bệnh bạc lá, một bệnh thối rữa do nấm Phytophthora infestans gây ra. Căn bệnh này đã gây ra nạn đói khoai tây Ailen và tàn phá mùa màng từ năm 1845 đến 1860. Hơn một triệu người đã bị mất vì đói hoặc các bệnh liên quan đến nạn đói. Ngoài việc sử dụng khoai tây làm thực phẩm, tinh bột được xay từ chúng còn được sử dụng trong sản xuất giấy, dệt, bánh kẹo và chất kết dính.
Cà chua
Solanum lycopersicum (cà chua) thuộc một nhóm có nguồn gốc ở miền tây Nam Mỹ. Việc thuần hóa diễn ra ở Mexico, tuy nhiên, từ S. lycopersicum cerasiforme (cà chua anh đào), yếu tố duy nhất của chi xuất hiện tự nhiên ở phía bắc Nam Mỹ. Bởi vì chúng từng được cho là độc, cà chua đã không trở thành một loại thực phẩm phổ biến ở châu Âu và Bắc Mỹ cho đến thế kỷ 19. Về mặt thực vật, cà chua là một loại trái cây, mặc dù nó được coi là một loại rau cho mục đích ăn kiêng. Cây cà chua (Solanum betaceum), còn được gọi là tamarillo, có liên quan chặt chẽ với S. lycopersicum và mang một quả ăn được hình trứng.
Tiêu
Peppers thuộc chi Capsicum của Nam Mỹ. Cũng như cà chua, hạt tiêu vườn được thuần hóa ở Mexico chứ không phải ở Nam Mỹ, nơi xảy ra phạm vi chính của chi. Có năm loài ớt thuần hóa C C. annuum (ớt ngọt), C. baccatum (ớt Peru), C. chinense (ớt habanero), C. frutescens (ớt cay) và C. pubescens (ớt cây). Hạt tiêu chim (C. annuum aviculare), nguồn gốc của cây tiêu vườn, xuất hiện từ Florida và Texas đến tận phía nam như Argentina. Các chất cay trong ớt, capsaicin, có thể ăn mòn da và được tìm thấy trong các mô dưới hạt (nhau thai). Nó đôi khi được sử dụng trong y học như một chất kích thích, và nó là tác nhân hoạt động trong ớt cayenne. (Hạt tiêu đen là từ cây nho Piper nigrum, một loại cây không liên quan đến Solanaceae.) C. annuum mang lại gia vị ớt bột. Từ ớt là từ tiếng Mexico bản địa của cây Capsicum.
Thuốc lá
Thuốc lá có lẽ là nhà máy dược phẩm quan trọng nhất về kinh tế của thế giới, tạo ra thu nhập lớn trong các lĩnh vực nông nghiệp, sản xuất và buôn bán ở hầu hết các nền kinh tế thế giới và cũng là những khoản chi khổng lồ trong các lĩnh vực y tế điều trị các tác động của nó đối với dân số. Các sản phẩm thuốc lá được làm từ Nicotiana tabacum, một loại thuốc lá không được biết đến trong tự nhiên. Họ hàng gần nhất của nó được tìm thấy ở phía tây Nam Mỹ. Một loài khác, N. Rustica, là loại thuốc lá đầu tiên được người Tây Ban Nha đưa đến châu Âu vào năm 1558; thuốc lá này tiếp tục được sử dụng rất lâu sau khi thuốc lá Virginia nhẹ hơn (N. tabacum) thường được chấp nhận. Thuốc lá là một loại thảo mộc hàng năm mạnh mẽ, cương cứng. Lá của nó được chuẩn bị để sử dụng bởi một trong một số quy trình lên men, có thể mất đến bốn năm để hoàn thành. Các alcaloid có tác dụng được biết đến nhiều nhất là nicotine, nhưng thuốc lá có chứa nhiều alcaloid khác, một số trong số chúng thậm chí còn độc hơn. Ở một số khu vực, ví dụ, lá thuốc lá dạng bột được sử dụng làm thuốc trừ sâu. Tên thuốc lá là từ một tên Tây Ấn cho một thiết bị để hít lá khô.
Cà tím
Solanum melongena (cà tím, hoặc cà tím) được thuần hóa từ một nhóm các loài Solanum gai của châu Á nhiệt đới, nơi trái cây có nhiều hình dạng, màu sắc và kết cấu (mịn hoặc có lông). Tất cả các quả đều có màu vàng khi chín hoàn toàn (giai đoạn này xảy ra sau các giai đoạn ăn bình thường). Một số loại trái cây, đặc biệt là từ thực vật bị hạn hán, có thể có nồng độ alkaloids cao gây ra ác mộng. Tên cà tím được đặt cho các hình thức với trái cây màu trắng giống như trứng của một con gà mái vẫn được trồng ở Thái Lan và các khu vực khác của châu Á.
Convolvulaceae
Một họ lớn khác ở Solanales là Convolvulaceae, họ vinh quang buổi sáng, với hơn 1.600 loài trong 57 chi. Đây là những dây leo, thảo mộc hoặc cây nhỏ, một ít gai và một ít thủy sinh. Một số có rễ hoặc thân rễ củ, và nhiều người có mủ. Các lá là xen kẽ, chủ yếu là không có quy định và thường có mật hoa ngoài luồng. Các cụm hoa thường có cầu và bracteoles. Những bông hoa thường chứa cả hai giới, với các phần hoa trong bội của năm. Các thùy đài là tự do và imbricate, và tràng hoa nói chung là gần như toàn bộ, thường trùng lặp-valvate trong chồi, với một đĩa mật thường xuất hiện. Buồng trứng bao gồm chủ yếu từ hai đến năm con cá chép hợp nhất, với một hoặc hai noãn ở mỗi vị trí, và quả là một quả mọng, hạt hoặc viên nang. Các loài được tìm thấy ở vùng nhiệt đới hoặc ôn đới, với sự phong phú chung nhất ở vùng nhiệt đới. Loài quen thuộc nhất ở Bắc Mỹ và Châu Âu là các loài thực vật xoắn, nhưng ở các nơi khác trên thế giới có nhiều loại thảo mộc, cây bụi và cây nhỏ, nhiều loài thích nghi với các vùng khô, sa mạc như bề mặt cây và bụi rậm. Các chi lớn nhất Cốt Ipomoea (vinh quang buổi sáng, với khoảng 500 loài), Convolvulus (bindweed, với 100 loài) và Evolvulus (100 loài) Dây leo, thảo mộc, cây và một vài loài thủy sinh. Các chi ký sinh lớn là loài Lepcuta (tơ hồng, 145 loài), trước đây được đặt trong gia đình riêng của nó là loài thảo dược, giờ đây đã gần như quốc tế sau khi phạm vi của nó được mở rộng bằng cách giới thiệu với hạt của các cây khác.
Ipomoea batatas (khoai lang) có nguồn gốc Nam Mỹ và xuất hiện ở Thế giới cũ ngay sau khi tiếp xúc với châu Âu. Khoai lang là rễ sưng của một cây nho dọc theo mặt đất. Một loại rau phổ biến, đặc biệt là ở miền Nam Hoa Kỳ, nó là cây chủ lực ở Nhật Bản, Trung Quốc và các đảo ở Nam Thái Bình Dương. Ở nhiều nơi, nó là đối thủ hoặc vượt quá gạo là mặt hàng ăn kiêng chính. Ở Hoa Kỳ, các chủng tộc có thịt màu cam và đỏ ẩm và ngọt được gọi nhầm là khoai mỡ, một thuật ngữ chỉ chính xác các loại củ hoặc thân rễ của chi Dioscorea đơn bào. Các chủng tộc khác có thịt màu vàng, và những loài khác rất quan trọng đối với thức ăn gia súc, tất cả các bộ phận của cây được sử dụng. Từ tiếng Ấn Độ của người Mỹ cho khoai lang là batatas.
Convolvulaceae bao gồm nhiều cây nho trang trí của Ipomoea (vinh quang buổi sáng), Convolvulus và Merremia (hoa hồng gỗ). Một số loài Ipomoea của Mexico sản xuất nhựa và một số loài Convolvulus sản xuất dầu gỗ hồng. Một số thành viên của Convolvulaceae, đáng chú ý là Rivea corymbosa và I. violacea, đã được sử dụng ở Mexico như ảo giác; chúng tạo ra các alcaloid ergoline có cấu trúc rất giống với LSD. Củ khô của Mexico I. purga cung cấp jalap, một loại thuốc kích thích mạnh (purgative).
Convolvulus (bindweed) và I. pandurata (nho khoai lang) khét tiếng vì buộc các cây khác vào khối lượng không thể quản lý. Các loài cù lao (tơ hồng) là những loài ký sinh không lá gửi thân cây màu vàng hoặc màu cam quanh các cây khác và thu hút dinh dưỡng từ chúng thông qua các cấu trúc giống như rễ đặc biệt gọi là haustoria; Chúng là những ký sinh trùng phổ biến gây thiệt hại kinh tế trong mùa màng và vườn cây.
