豆科

豆科（學名：Fabaceae，替換名：Leguminosae、Papilionaceae）又名蝶形花科、蘇木科、含羞草科，屬於真雙子葉植物豆目，有805屬，逾兩萬種，為目前已知陸生植物中第三大科，僅次於蘭科及菊科，占被子植物已知物種數的7%。豆科中最大的五屬分別為黃芪屬（Astragalus，逾3,000種）、相思樹屬（Acacia，逾1000種）、木藍屬（Indigofera，逾700種）、豬屎豆屬（Crotalaria，逾700種）、含羞草屬（Mimosa，逾600種），這五大屬占了該科物種的約30%。豆科成員分布廣泛，是非洲及美洲熱帶雨林和沙漠生物群系中最常見的科之一。中國大陸有約172屬，逾1400種。臺灣原生及歸化的有約79屬246種。

豆科成員形態上包含喬木、灌木，也有多年生或一年生草本植物，最顯著的形態特徵是會結豆莢，葉多為複葉且具托葉。

分子系統發生學分析顯示，豆科最接近同屬於豆目的遠志科、海人樹科，以及皂皮樹科。

人類利用豆科植物已經有數千年的歷史，且與人類演化具有密切關聯，其中部分物種是重要的經濟作物，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。

## 語源

豆科的學名「Fabaceae」來自其模式屬蠶豆屬（Vicia）（模式種救荒野豌豆 Vicia sativa L.）的異名「Faba」（模式種蠶豆 Vicia faba L.）。「Faba」於源自拉丁文，意指「豆」。「Leguminosae」是該科更早的學名，但並未以模式屬的名字來命名，目前被視作仍然有效的保留名。

## 分類

本科可分為六個亞科：蘇木亞科

### 系統發生關係

豆科各亞科關係如下：

紫荊亞科 Cercidoideae

## 描述

豆科成員形態多樣，生活型涵蓋高大喬木（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為常見。其花序類型豐富，花通常為兩性花，具明顯花托，萼片與花瓣多為5枚，雄蕊通常10枚，可彼此分離，或花絲部分聯合；子房上位，由單一心皮構成。不同類群的花部形態差異較大，蝶形花亞科常具有典型蝶形花冠。

豆科最具代表性的果實類型為莢果。莢果由單一心皮發育而成，成熟時通常沿背縫線與腹縫線開裂。果實形態變化極大，可呈膜質、革質或木質，如草木犀屬的莢果直徑僅3至4毫米，而熱帶中藤本鴨腱藤的木質莢果可長達1公尺。部分類群的莢果可能具有翅、節或膨大結構，以利種子傳播，如老虎刺屬果實頂端具長圓形薄翅，紫檀屬莢果外圍具一圈寬翅。魚鰾豆的膜質莢瓣可膨脹呈泡囊狀，借風力傳播；豬腰豆則具有厚達2公分以上的木質果瓣。部分苜蓿屬和猴耳環屬的莢果呈螺旋狀盤捲，而阿勃勒的莢果則呈長棍狀。

除莢果形態外，豆科植物的種子形態也十分多樣，例如相思子的莢果內含鮮紅與黑色相間的種子，種皮堅硬有光澤。

- 白花草木樨的果序，每枚莢果不足一厘米
- 碩大的榼藤果實
- 非洲老虎刺具薄翅的果實
- 紫檀的果實外有一圈寬翅
- 膜質莢瓣膨脹呈泡囊狀的魚鰾槐
- 南苜蓿具刺呈螺旋狀盤捲的莢果
- 澳洲猴耳環呈螺旋狀盤捲的莢果
- 阿勒勃長圓柱形的棒狀莢果及橫截面
- 相思子成熟莢果中紅黑相間的種子

## 生態

許多豆科植物的根部可與根瘤菌形成共生關係。根瘤菌能夠將大氣中的氮固定為植物可利用的含氮化合物，從而提高土壤肥力，因此豆科植物在自然生態系統與人類農業中都具有重要作用。

多數豆科植物為蟲媒花，主要由蜜蜂傳粉，部分種類亦可由蛾類、蝴蝶、甲蟲、鳥類等傳粉。

決明屬植物通常具有適應蜂振傳粉的特化花部結構，其花葯多為孔裂型，花粉經頂端小孔釋放，需由蜜蜂等昆蟲振動花葯方可散出。此外，許多決明屬物種具有異型雄蕊現象，即同一花中的雄蕊在大小、形態與功能上出現分化。不同物種之間在花葯孔位置、藥室融合方式及柱頭結構上亦具有顯著差異。這些花部特徵與分子系統學所支持的演化關係大致一致，顯示該類花部特徵在分類學與演化生物學研究中的重要性。

美洲雲實屬及雲實屬植物花絲基部被毛，遮蓋雌蕊和花托口部，僅有體型較大的木蜂能進入，從而實現了對傳粉者的篩選，並在結構上限制了自花授粉。

含羞草亞科和蘇木亞科的一些種類會與螞蟻形成互利共生關係。例如金合歡屬（Vachellia）植物具有中空的托葉刺、花外蜜腺及富含脂質和蛋白質的貝氏體（Beltian bodies），可為螞蟻（常為偽切葉蟻屬）提供食物與棲所，而螞蟻則協助植物抵禦食草動物與其他競爭植物。含羞草屬、山扁豆屬（原阿勒勃屬）、刺槐屬、菜豆族（tribe Phaseoleae）部分屬（如豇豆屬、菜豆屬）等其它豆科類群也可通過分泌花外蜜汁吸引螞蟻為其巡邏，但與螞蟻的共生關係較鬆散或有待進一步研究。

- 野豌豆的根瘤，內有與之共生的根瘤菌
- 金合歡屬植物中空的托葉刺，可供偽切葉蟻棲息
- 牛角金合歡富含營養的貝氏體及取食的偽切葉蟻
- 華南雲實的花，雄蕊花絲基部被毛，內藏雌蕊，通過空間錯位避免自花授粉
- 決明屬的花，花葯頂端孔裂

## 外部連結

- 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 藥用植物圖像資料庫 (香港浸會大學中醫藥學院)
- 黃豆苷元 Daidzein 中草藥化學圖像資料庫 (香港浸會大學中醫藥學院)

## 基本資料

- fossil_range：56古新世–現代
- 說明：山葛 Pueraria montana
- 學名：Fabaceae
- 命名者：Lindl., 1836、Leguminosae、 Juss., 1789 nom. alt.、Papilionaceae、 Giseke, 1792 nom. alt.
- 模式屬：蠶豆屬、Faba
- type_genus_authority：Mill., 1754（=Vicia L., 1753）
- subdivision_ranks：亞科
- 栽培群成員：蘇木亞科 Caesalpinioideae、紫荊亞科 Cercidoideae、甘豆亞科 Detarioideae、酸欖豆亞科 Dialioideae、山姜豆亞科 Duparquetioideae、蝶形花亞科 Faboideae
- range_map_alt：The biomes occupied by Fabaceae
- range_map_caption：豆科成員分布圖，主要分布於四類生物群系之中：熱帶雨林、溫帶、草原，以及沙地。
- diversity：730屬，19,400種