豆科

豆科（学名：Fabaceae，替换名：Leguminosae、Papilionaceae）又名蝶形花科、苏木科、含羞草科，属于真双子叶植物豆目，有805属，逾两万种，为目前已知陆生植物中第三大科，仅次于兰科及菊科，占被子植物已知物种数的7%。豆科中最大的五属分别为黄芪属（Astragalus，逾3,000种）、相思树属（Acacia，逾1000种）、木蓝属（Indigofera，逾700种）、猪屎豆属（Crotalaria，逾700种）、含羞草属（Mimosa，逾600种），这五大属占了该科物种的约30%。豆科成员分布广泛，是非洲及美洲热带雨林和沙漠生物群系中最常见的科之一。中国大陆有约172属，逾1400种。台湾原生及归化的有约79属246种。

豆科成员形态上包含乔木、灌木，也有多年生或一年生草本植物，最显著的形态特征是会结豆荚，叶多为复叶且具托叶。

分子系统发生学分析显示，豆科最接近同属于豆目的远志科、海人树科，以及皂皮树科。

人类利用豆科植物已经有数千年的历史，且与人类演化具有密切关联，其中部分物种是重要的经济作物，包含大豆（Glycine max）、菜豆（Phaseolus）、豌豆（Pisum sativum）、花生（Arachis hypogaea）、紫花苜蓿（Medicago sativa）等等。

## 语源

豆科的学名“Fabaceae”来自其模式属蚕豆属（Vicia）（模式种救荒野豌豆 Vicia sativa L.）的异名“Faba”（模式种蚕豆 Vicia faba L.）。“Faba”于源自拉丁文，意指“豆”。“Leguminosae”是该科更早的学名，但并未以模式属的名字来命名，目前被视作仍然有效的保留名。

## 分类

本科可分为六个亚科：苏木亚科

### 系统发生关系

豆科各亚科关系如下：

紫荆亚科 Cercidoideae

## 描述

豆科成员形态多样，生活型涵盖高大乔木（如大甘巴豆）、灌木、藤本以及一年生或多年生草本，其中以多年生草本最为常见。其花序类型丰富，花通常为两性花，具明显花托，萼片与花瓣多为5枚，雄蕊通常10枚，可彼此分离，或花丝部分联合；子房上位，由单一心皮构成。不同类群的花部形态差异较大，蝶形花亚科常具有典型蝶形花冠。

豆科最具代表性的果实类型为荚果。荚果由单一心皮发育而成，成熟时通常沿背缝线与腹缝线开裂。果实形态变化极大，可呈膜质、革质或木质，如草木犀属的荚果直径仅3至4毫米，而热带中藤本鸭腱藤的木质荚果可长达1米。部分类群的荚果可能具有翅、节或膨大结构，以利种子传播，如老虎刺属果实顶端具长圆形薄翅，紫檀属荚果外围具一圈宽翅。鱼鳔豆的膜质荚瓣可膨胀呈泡囊状，借风力传播；猪腰豆则具有厚达2公分以上的木质果瓣。部分苜蓿属和猴耳环属的荚果呈螺旋状盘卷，而阿勃勒的荚果则呈长棍状。

除荚果形态外，豆科植物的种子形态也十分多样，例如相思子的荚果内含鲜红与黑色相间的种子，种皮坚硬有光泽。

<image>

- 白花草木樨的果序，每枚荚果不足一厘米

<image>

- 硕大的榼藤果实

<image>

- 非洲老虎刺具薄翅的果实

<image>

- 紫檀的果实外有一圈宽翅

<image>

- 膜质荚瓣膨胀呈泡囊状的鱼鳔槐

<image>

- 南苜蓿具刺呈螺旋状盘卷的荚果

<image>

- 澳洲猴耳环呈螺旋状盘卷的荚果

<image>

- 阿勒勃长圆柱形的棒状荚果及横截面

<image>

- 相思子成熟荚果中红黑相间的种子

## 生态

许多豆科植物的根部可与根瘤菌形成共生关系。根瘤菌能够将大气中的氮固定为植物可利用的含氮化合物，从而提高土壤肥力，因此豆科植物在自然生态系统与人类农业中都具有重要作用。

多数豆科植物为虫媒花，主要由蜜蜂传粉，部分种类亦可由蛾类、蝴蝶、甲虫、鸟类等传粉。

决明属植物通常具有适应蜂振传粉的特化花部结构，其花药多为孔裂型，花粉经顶端小孔释放，需由蜜蜂等昆虫振动花药方可散出。此外，许多决明属物种具有异型雄蕊现象，即同一花中的雄蕊在大小、形态与功能上出现分化。不同物种之间在花药孔位置、药室融合方式及柱头结构上亦具有显著差异。这些花部特征与分子系统学所支持的演化关系大致一致，显示该类花部特征在分类学与演化生物学研究中的重要性。

美洲云实属及云实属植物花丝基部被毛，遮盖雌蕊和花托口部，仅有体型较大的木蜂能进入，从而实现了对传粉者的筛选，并在结构上限制了自花授粉。

含羞草亚科和苏木亚科的一些种类会与蚂蚁形成互利共生关系。例如金合欢属（Vachellia）植物具有中空的托叶刺、花外蜜腺及富含脂质和蛋白质的贝氏体（Beltian bodies），可为蚂蚁（常为伪切叶蚁属）提供食物与栖所，而蚂蚁则协助植物抵御食草动物与其他竞争植物。含羞草属、山扁豆属（原阿勒勃属）、刺槐属、菜豆族（tribe Phaseoleae）部分属（如豇豆属、菜豆属）等其它豆科类群也可通过分泌花外蜜汁吸引蚂蚁为其巡逻，但与蚂蚁的共生关系较松散或有待进一步研究。

<image>

- 野豌豆的根瘤，内有与之共生的根瘤菌

<image>

- 金合欢属植物中空的托叶刺，可供伪切叶蚁栖息

<image>

- 牛角金合欢富含营养的贝氏体及取食的伪切叶蚁

<image>

- 华南云实的花，雄蕊花丝基部被毛，内藏雌蕊，通过空间错位避免自花授粉

<image>

- 决明属的花，花药顶端孔裂

## 外部链接

- Leguminosae at The Plant List
- Leguminosae at The Families of Flowering Plants (DELTA)
- Fabaceae at the Encyclopedia of Life
- Fabaceae at the Angiosperm Phylogeny Website
- Fabaceae at the Tree of Life Web Project
- Fabaceae at the online Flora of China
- Fabaceae at the online Guide to the Flora of Mongolia
- Fabaceae at the online Flora of Zimbabwe
- Fabaceae at the online Flora of Western Australia
- Fabaceae at the online Flora of New Zealand
- Leguminosaeat the
- Fabaceae at Flowers in Israel
- 豆科Fabaceae 药用植物图像数据库 (香港浸会大学中医药学院)
- 黄豆苷元 Daidzein 中草药化学图像数据库 (香港浸会大学中医药学院)

## 基本资料

- fossil_range：56古新世–现代
- 说明：山葛 Pueraria montana
- 学名：Fabaceae
- 命名者：Lindl., 1836、Leguminosae、 Juss., 1789 nom. alt.、Papilionaceae、 Giseke, 1792 nom. alt.
- 模式属：蚕豆属、Faba
- type_genus_authority：Mill., 1754（=Vicia L., 1753）
- subdivision_ranks：亚科
- 栽培群成员：苏木亚科 Caesalpinioideae、紫荆亚科 Cercidoideae、甘豆亚科 Detarioideae、酸榄豆亚科 Dialioideae、山姜豆亚科 Duparquetioideae、蝶形花亚科 Faboideae
- range_map_alt：The biomes occupied by Fabaceae
- range_map_caption：豆科成员分布图，主要分布于四类生物群系之中：热带雨林、温带、草原，以及沙地。
- diversity：730属，19,400种