Solanales, ordine di patate di piante da fiore, tra cui cinque famiglie con 165 generi e oltre 4.080 specie. Due delle famiglie sono grandi e contengono alcune delle piante più coltivate: Solanaceae (nightshades) e Convolvulaceae (glorie mattutine).
Solanales appartiene al clade asteride centrale (organismi con un unico antenato comune), o lignaggio simpatico di piante da fiore, nel gruppo euasteride I del sistema di classificazione botanica Angiosperm Phylogeny Group III (APG III) (vedi angiosperma). L'ordine è strettamente legato a Lamiales e Gentianales.
Solanaceae
La più grande famiglia delle Solanales è la Solanaceae, la famiglia delle patate o della belladonna, che comprende circa 100 generi e circa 2.500 specie. La maggior parte di questi sono tropicali, ma la famiglia è anche ben rappresentata nelle regioni temperate. La sua più grande diversità è centrata nel Sud America occidentale, estendendosi fino in America Centrale e in Messico. La famiglia comprende le principali piante coltivate come patate, pomodori, peperoni, melanzane, tabacco e la petunia da giardino. I membri meno noti della famiglia includono Physalis ixocarpa (tomatillo) e Solanum betaceum (tamarillo, o albero di pomodoro), che sono ampiamente utilizzati in Messico, America Centrale e Ande.
Tra i generi ornamentali importanti nelle Solanaceae ci sono Brugmansia, Cestrum, Nicandra, Nicotiana, Nierembergia, Petunia, Salpiglossis, Schizanthus, Solandra e Solanum. Le specie di Nicotiana coltivate come piante ornamentali sono diverse da quelle che producono tabacco.
Le solanacee contengono una gamma eccezionalmente ricca di piante medicinali. Importanti alcaloidi derivati dalle solanacee includono l'atropina, che viene utilizzata come miorilassante e come antidoto per diversi tipi di veleni (ad es. Avvelenamento da gas nervosi). Molte specie sono tossiche; le morti sono state attribuite a patate a polpa verde, mortale belladonna (belladonna; Atropa belladonna), antere di datura a tubo lungo (Brugmansia) e altre specie. Inoltre, il tabacco è stato collegato al cancro e ad altre malattie.
Vari membri delle Solanaceae furono coinvolti nelle pratiche di stregoneria nell'Europa medievale, in Sud America e altrove. Il termine jimsonweed (Datura stramonium) risale al 1676, quando le truppe britanniche allucinarono per diversi giorni dopo aver mangiato la pianta in insalate che avevano preparato a seguito del crollo della ribellione di Nathaniel Bacon a Jamestown, in Virginia. Mandragora officinarum (mandragora) ha spesse radici tuberose che ricordano la forma umana e contiene la potente ioscyamina alcaloide. Nel corso dei secoli è stato usato sia in medicina (come anestetico) sia come allucinogeno.
La distribuzione naturale della famiglia è stata mascherata da molte specie accidentalmente e deliberatamente trasportate dai loro habitat nativi dagli umani nel corso delle ultime centinaia di anni, dando la falsa impressione di una famiglia di piante cosmopolite ben distribuita. Un esempio si trova in Datura, dove due specie ben note sono state descritte per la prima volta molto tempo fa dall'India, sebbene il genere sia interamente di origine del Nuovo Mondo. Queste due specie e altre furono trasportate dai viaggiatori europei subito dopo la scoperta delle Americhe. Allo stesso modo, coltivazioni così importanti come patate, pomodori, peperoni e tabacco erano sconosciute fuori dal Sud America fino al 1500, quando furono riportate in Europa dai primi esploratori.
Caratteristiche familiari
Le solanacee sono principalmente erbe, arbusti o epifite legnose, anche se ci sono alcuni alberi in famiglia. Alcune specie sono viti o emiepipite, ma raramente si intrecciano. Il lattice è assente dalla famiglia. Le foglie sono alternate ma spesso in coppie disuguali, le foglie più piccole a volte assomigliano a stipole. Le foglie possono essere intere o variamente divise. Talvolta sono presenti brattee, ma raramente si verificano bracteole. I fiori sono per lo più perfetti (cioè, entrambi i sessi sono presenti nello stesso fiore) e le parti floreali si presentano in multipli di quattro o cinque. I lobi dei calici sono uniti in vari gradi. Le antere si aprono spesso da pori terminali ed è presente un disco nettario quando le antere si aprono longitudinalmente. L'ovaio è generalmente costituito da due carpelli fusi con diverse o molte ovule in ogni locule. Il frutto è una bacca o capsula e generalmente contiene molti semi.
I fiori di Solanaceae sono impollinati principalmente da insetti, ma uccelli e pipistrelli impollinano alcune specie tropicali. La famiglia contiene sia fiori spalancati, che attirano impollinatori generalisti, sia corolle irregolari con aperture strette, che attirano api specializzate. Diversi gruppi hanno corolle tubolari o profumate per la notte, che attirano le tarme. Il nettare è comunemente prodotto dal disco che sottende l'ovaio. Un gran numero di specie ha antere con pori terminali che vengono "impollinati" da molti gruppi di api non correlati (non api). In questa azione l'ape afferra le antere e tremando i suoi muscoli di volo indiretto fa risuonare una nuvola di polline dal poro. Le specie con aperture terminali di antere, come il solano, di solito non producono nettare.
Lycianthe ha circa 200 specie, principalmente nelle foreste neotropicali ma con alcune specie nell'Asia tropicale. Un altro genere grande ma poco conosciuto delle foreste neotropicali è il Cestrum, con circa 175 specie. Meglio conosciuta, a causa delle sue piante ornamentali e farmaceutiche, è la Nicotiana (tabacco), che ha 95 specie, principalmente nell'America del Sud occidentale ma con gruppi periferici in Messico e Australia e specie isolate sulle isole oceaniche e nell'Africa sudoccidentale. Physalis (Messico) e Lycium (regioni temperate) hanno 50 o più specie ciascuna e ci sono circa altri otto generi con 20 o più specie.
Patata
Uno dei generi più grandi e più noti di piante da fiore è il solano (genere di patate), che ha circa 1.250 a 1.700 specie. Nel Solanum ci sono circa 450 specie nei gruppi spinosi dai capelli stellati, che, sebbene meglio sviluppati in Sud America, hanno ricche distribuzioni in altri luoghi come l'Africa e l'Australia. Altre 175-200 specie si trovano nel gruppo delle patate, principalmente negli altopiani del Sud America occidentale, ma con specie distintive in Messico e negli Stati Uniti sudoccidentali. Il genere comprende circa 30 specie nel gruppo della belladonna nera, meglio rappresentato nel sud-est del Sud America ma con specie in tutti i continenti.
Il S. tuberosum (patata) fu inizialmente addomesticato nel Sud America occidentale e introdotto in Europa durante il XVI secolo, ma non divenne importante lì per più di un secolo. La maggior parte delle patate coltivate oggi sono una singola specie, ma molte altre specie portatrici di tuberi sono ancora coltivate da popolazioni indigene nelle regioni montuose del Perù. Le patate sono la quarta coltura alimentare più importante del mondo, dopo mais, grano e riso. (La sua importanza economica è stata riconosciuta dalle Nazioni Unite, che hanno definito il 2008 Anno internazionale della patata.) I tuberi alimentari sono il fusto sotterraneo di un'erba tentacolare e dall'odore intenso. Le piante vengono coltivate dagli "occhi", che in realtà sono gemme. Le piante di patate sono talvolta sensibili alla peronospora, una malattia in decomposizione causata dal fungo Phytophthora infestans. Questa malattia causò la carestia di patate irlandese e decimò le colture di patate europee tra il 1845 e il 1860. Più di un milione di vite perse per fame o malattie legate alla carestia. Oltre all'uso delle patate come alimento, l'amido macinato da esse viene utilizzato nella fabbricazione di carta, tessuti, confezioni e adesivi.
Pomodoro
Il solanum lycopersicum (pomodoro) appartiene a un gruppo originario del Sud America occidentale. L'addomesticamento ebbe luogo in Messico, tuttavia, da S. lycopersicum cerasiforme (pomodoro ciliegia), l'unico elemento del genere presente naturalmente nel nord del Sud America. Poiché una volta si pensava che fossero velenosi, i pomodori non sono diventati un alimento popolare in Europa e Nord America fino al XIX secolo. Dal punto di vista botanico, il pomodoro è un frutto, sebbene sia trattato come un ortaggio a fini dietetici. Il pomodoro dell'albero (Solanum betaceum), noto anche come tamarillo, è strettamente correlato a S. lycopersicum e porta un frutto commestibile a forma di uovo.
Pepe
I peperoni appartengono al genere sudamericano Capsicum. Come per il pomodoro, il pepe del giardino è stato addomesticato in Messico piuttosto che in Sud America, dove si trova la gamma maggiore del genere. Esistono cinque specie di peperoni domestici: C. annuum (peperoni dolci), C. baccatum (peperoni peruviani), C. chinense (peperoni habanero), C. frutescens (peperoncini piccanti) e C. pubescens (peperoni alberi). Il pepe di uccello (C. annuum aviculare), lo stock madre del pepe del giardino, si trova dalla Florida e dal Texas fino al sud dell'Argentina. La sostanza pungente nei peperoncini, la capsaicina, può essere corrosiva per la pelle e si trova nel tessuto sotto i semi (placenta). A volte è usato in medicina come stimolante ed è l'agente attivo nel pepe di Caienna. (Il pepe nero proviene dalla vite Piper nigrum, una pianta estranea alle Solanaceae.) C. annuum produce la paprika delle spezie. La parola chili deriva dalla parola nativa in lingua messicana per la pianta del Capsico.
Tabacco
Il tabacco è forse la pianta farmaceutica più importante dal punto di vista economico del mondo, generando enormi entrate nei settori agricolo, manifatturiero e del merchandising nella maggior parte delle economie mondiali e anche enormi esborsi in settori sanitari che trattano gli effetti del suo uso sulle popolazioni umane. I prodotti del tabacco sono realizzati con tabacchi Nicotiana, una specie di tabacco non conosciuta in natura. I suoi parenti più stretti si trovano nel Sud America occidentale. Un'altra specie, N. rustica, fu il tabacco portato per la prima volta in Europa dagli spagnoli nel 1558; questo tabacco continuò ad essere usato per molto tempo dopo che il più mite tabacco Virginia (N. tabacum) fu generalmente accettato. Il tabacco è un'erba robusta ed eretta annuale. Le sue foglie sono preparate per l'uso da parte di uno dei numerosi processi di fermentazione, che può richiedere fino a quattro anni per il completamento. L'alcaloide con gli effetti più noti è la nicotina, ma il tabacco contiene molti altri alcaloidi, alcuni dei quali ancora più tossici. In alcune aree, ad esempio, le foglie di tabacco in polvere vengono utilizzate come insetticida. Il nome tabacco deriva da un nome dell'India occidentale per un dispositivo per fiutare le foglie secche.
Melanzana
Il solanum melongena (melanzana o melanzana) è stato addomesticato da un gruppo di specie spinose di solano dell'Asia tropicale, dove i frutti si presentano in molte forme, colori e trame (lisci o pelosi). Tutti i frutti sono gialli quando sono completamente maturi (questa fase si verifica dopo le normali fasi alimentari). Alcuni frutti, soprattutto da piante soggette a siccità, possono avere alti livelli di alcaloidi che causano incubi. Il nome melanzana è stato dato a forme con frutti bianchi che ricordano un uovo di gallina che sono ancora coltivati in Thailandia e in altre parti dell'Asia.
Convolvulaceae
L'altra grande famiglia del Solanales è la Convolvulaceae, la famiglia della gloria mattutina, con oltre 1.600 specie in 57 generi. Si tratta di viti a spirale, erbe o piccoli alberi, alcuni spinosi e alcuni acquatici. Alcuni hanno radici o rizomi simili a tuberi e molti hanno lattice. Le foglie sono alternate, per lo più senza stipole e spesso con nettari extraflorali. I grappoli di fiori di solito hanno brattee e bracteole. I fiori generalmente contengono entrambi i sessi, con parti floreali in multipli di cinque. I lobi dei calici sono liberi e imbricati, e la corolla è generalmente quasi intera, spesso induplicata-valvata in bocciolo, con un disco nettarifere di solito presente. L'ovaio è costituito principalmente da due a cinque carpelli fusi, con uno o due ovuli in ogni locule e il frutto è una bacca, una noce o una capsula. Le specie si trovano in regioni tropicali o temperate calde, con la più grande ricchezza generica nei tropici. Le specie più familiari in Nord America e in Europa sono piante intrecciate, ma in altre parti del mondo ci sono numerose erbe, arbusti e piccoli alberi, molti con tali adattamenti a regioni aride e desertiche come dense superfici di piante e spine. I generi più grandi - Ipomoea (gloria mattutina, con circa 500 specie), Convolvulus (convolvolo, con 100 specie) ed Evolvulus (100 specie) - includono viti gemellate, erbe, alberi e alcuni acquatici. Il grande genere parassita Cuscuta (dodder, 145 specie), precedentemente collocato nella sua famiglia Cuscutaceae, è ora quasi cosmopolita dopo che la sua gamma è stata ampliata dall'introduzione con semi di altre piante.
Ipomoea batatas (patata dolce) è di origine sudamericana ed è apparso nel Vecchio Mondo subito dopo il contatto europeo. La patata dolce è la radice gonfia di una vite che scorre lungo il terreno. Un ortaggio popolare, specialmente negli Stati Uniti meridionali, è un alimento base in Giappone, Cina e nelle isole del Sud Pacifico. In molti luoghi rivaleggia o supera il riso come principale elemento dietetico. Negli Stati Uniti, le razze con arancia e carne rossa umida e dolce sono erroneamente conosciute come igname, un termine che si riferisce correttamente ai tuberi o ai rizomi del genere monocotiledone Dioscorea. Altre razze hanno una farinosa carne gialla, e altre ancora sono importanti per il foraggio, tutte le parti della pianta utilizzate. La parola indiana americana per la patata dolce era batatas.
Convolvulaceae comprende molte viti ornamentali di Ipomoea (gloria mattutina), Convolvulus e Merremia (rosa di legno). Alcune specie messicane di Ipomoea producono resine e alcune specie Convolvulus producono olio di palissandro. Diversi membri delle Convolvulaceae, in particolare Rivea corymbosa e I. violacea, sono stati usati in Messico come allucinogeni; producono alcaloidi dell'ergolina molto simili nella struttura all'LSD. I tuberi secchi del messicano I. purga forniscono jalap, un forte farmaco emetico (purgativo).
Convolvolo (convolvolo) e I. pandurata (vite di patata dolce) sono noti per legare altre piante in masse ingestibili. Le specie di Cuscuta (dodder) sono parassiti senza foglie che inviano gambi gialli o arancioni che si attorcigliano intorno ad altre piante e ne attingono il nutrimento attraverso strutture specializzate simili a radici chiamate haustoria; sono parassiti diffusi che causano perdite economiche nelle colture e nei frutteti.
