Botanică

Cele mai multe cucurbitacee sunt plante erbacee, viță de vie cu tendoane, adaptate la climatele calde și sensibile la îngheț. Distribuția naturală a majorității speciilor este la tropice, dar unele genuri (Bryonia, Cucurbita, Ecballium, Echinocystis) conțin specii care sunt distribuite în regiunile temperate. În cultură, cucurbitaceele sunt distribuite în aproape toate regiunile arabile din întreaga lume. Acele cucurbitacee care nu sunt adaptate la temperaturi scăzute și care sunt cultivate pentru fructele și semințele lor mature nu au, de obicei, succes în regiunile cu veri scurte și răcoroase. Altele, mai ales castravetele (Cucumis sativus) și dovleacul de vară (Cucurbita pepo), sunt cultivate pentru fructele lor imature și sunt mai tolerante la temperaturi scăzute decât majoritatea cucurbitaceelor și, prin urmare, au o distribuție deosebit de largă în cultură.

Majoritatea speciilor de cucurbitacee sunt mezofite și au frunze mari și palmate, rădăcini fibroase și fructe proeminente. În condiții favorabile, plantele cresc și se răspândesc rapid, tulpinile putând să se alungească cu 30 cm sau mai mult în decurs de 24 h. Frunzele pot fi glabre, cu părul moale sau rigid, sau spiculate. Plantele sunt de obicei monoice, adică au flori staminale (masculine) și pistilale (feminine) separate pe aceeași plantă. Cel mai adesea, florile sunt producătoare de nectar și sunt hrănite de albine, cu calici verzi, formate din cinci sepale fuzionate la bază și corole galbene, formate din cinci petale fuzionate la bază. Florile staminate se diferențiază la nodurile inferioare și sunt produse în număr mai mare decât florile pistilate. Cu toate acestea, odată diferențiate, florile pistilate se pot dezvolta într-un ritm mai rapid decât florile staminate. Florile staminate au pedicelii mai subțiri și mai lungi decât florile pistilate. Florile pistilate au ovare inferioare, care au de obicei o formă rotundă sau ovală. În secțiune transversală, se poate observa că ovarul trilocular conține 10 nervuri principale subepidermice, dintre care cinci leagă pediculul de nervura centrală a fiecărei sepale și cinci leagă pediculul de nervura centrală a fiecărei petale. Pe lângă sistemul vascular principal al ovarului de cucurbitacee, în fruct există, de asemenea, un sistem vascular foarte anastomozat, care contribuie la o parte din variabilitatea genetică a structurii fructelor din această familie. De exemplu, pulpa fibroasă a dovleacului spaghete (Cucurbita pepo) și plasa fibroasă a dovleacului burete uscat (Luffa cylindrica) sunt produse ale acestei vasculaturi anastomozante.

După fertilizare, ovarul se dezvoltă într-un fruct cărnos care posedă exocarp, mezocarp și endocarp. În general, fructele de cucurbitacee sălbatice sunt mici, rotunde și verzi, iar pulpa este adesea extrem de amară datorită unor compuși alcaloizi cunoscuți sub numele de cucurbitacine. Un fruct poate conține până la câteva sute de semințe, care, la maturitate, conțin două cotiledoane fiecare, dar nu și endosperm. Semințele nu sunt amare și, de obicei, sunt plate, dar există o diferență de peste 10 ori în ceea ce privește lungimea semințelor între genurile de cucurbitacee, de la câțiva milimetri la câțiva centimetri.

Domesticarea unora dintre Cucurbitaceae este veche, precedând-o pe cea a unor culturi de cereale importante. Există dovezi că Cucurbita pepo (dovleac, dovleac) a fost domesticită pentru prima dată cu cel puțin 10 000 de ani în urmă. Alte câteva cucurbitacee au fost, de asemenea, domesticite de mii de ani. În Biblie (Numeri 11:5), israeliții au tânjit după avattihim (pepeni verzi) și qishu’im (pepeni, var. chate) din Egipt în timpul peregrinării lor în deșertul Sinai.

În urma miilor de ani de domesticire de către om, cucurbitaceele cultivate diferă de omologii lor sălbatici, cel mai evident prin părțile lor vegetative și reproductive mai mari și mai puține. Formele cultivate au frunze mai mari, tulpini mai groase, mai puține ramuri, precum și fructe și semințe mai mari și mai puține. La unele forme cultivate, forma fructelor nu este rotundă, ci clar alungită. De asemenea, între formele cultivate apar diferite culori și modele de culori ale fructelor. De asemenea, formele cultivate se deosebesc net de verii lor sălbatici prin faptul că au fructe mai gustoase, care nu sunt amare și mai puțin fibroase, dar care au un conținut mai mare de amidon, zahăr și carotenoizi. În familia Cucurbitaceae există o bogată variabilitate în ceea ce privește mărimea, forma și culoarea fructelor.

Caracteristicile de calitate dorite la fructele mature de cucurbitacee în unele cazuri sunt aceleași cu cele dorite la fructele imature de cucurbitacee, dar diferă în alte cazuri. Unele caracteristici, cum ar fi dulceața și culoarea pulpei, sunt pe deplin exprimate în fructele mature, dar aproape deloc în fructele tinere. Alte caracteristici, cum ar fi dimensiunea cavității semințelor, pot fi importante în determinarea palatabilității fructelor imature, dar sunt mai puțin importante în cazul fructelor mature. Multe dintre speciile cultivate de cucurbitacee au fost cultivate pentru utilizarea culinară a fructelor lor imature, iar unele pentru fructele lor mature. Câteva, mai ales dovleceii și dovleceii (Cucurbita spp.) și pepenii (Cucumis melo) au fost cultivate pentru utilizarea dublă a fructelor imature și a fructelor mature, sau pentru utilizarea fructelor imature în anumite regiuni, dar pentru utilizarea fructelor mature în alte regiuni și, ca urmare, posedă o mare variație intraspecifică a caracteristicilor fructelor.

Printre cucurbitacee se numără unele dintre fructele cele mai mari și cu cea mai rapidă creștere din regnul vegetal. Din acest motiv, unele dintre cele mai mari cucurbitacee au servit drept material experimental pentru a studia ratele de creștere, importul de carbohidrați și fiziologia translocației în fructele în curs de dezvoltare. Dovleceii mari pot prezenta creșteri ale greutății uscate de 1,71 g h-1, în timp ce castraveții și pepenii cu fructe mai mici pot crește în greutate uscată cu 100-500 mg h-1. Diferențele mari în ceea ce privește mărimea și forma fructelor la cucurbitacee sunt deja determinate în stadiile timpurii de dezvoltare a ovarelor, înainte și imediat după antază. Aceste trăsături se află sub control genetic strict, deși factorii nongenetici, cum ar fi condițiile de mediu și concurența intraplantare pentru fotoasimilați, joacă un rol important în determinarea dimensiunii fructelor. Aprovizionarea cu asimilați sub formă de produse fotosintetice poate fi adesea un factor limitativ al creșterii fructelor și al dimensiunii finale a fructelor.

.