NOPAL: KENMERKEN, VOORTPLANTING, VOEDING, EIGENSCHAPPEN - BIOLOGIE - 2026

De nopal (Opuntia) is een geslacht van cactussen waarvan de soort al meer dan 100 jaar wordt gebruikt door de inwoners van Mexico, de grens tussen de Verenigde Staten en Mexico en de Verenigde Staten. Deze cactussen worden ook wel tonijn genoemd en zijn planten voor sierdoeleinden.

Opuntia is het meest diverse en wijdverspreide geslacht in Amerika. In de wereld zijn ongeveer 1600 soorten bekend. Dit geslacht wordt sterk geassocieerd met bestuiving door bijen en co-geëvolueerd met ten minste twee geslachten van deze insecten.

Nopal met fruit. XHUANX

Spectaculaire voorbeelden van associaties gevormd door deze cactussen, bekend als nopaleras, zijn te zien in de natuur. De nopaleras bestaan ​​uit de groepering in de natuur van cactussen van verschillende geslachten. Binnen deze groeperingen kunnen er ongeveer 144 varianten van het geslacht Opuntia zijn.

De bloemen en vruchten van de Nopal zijn nauw verbonden met bestuiving en zaadverspreiding door dieren. Seksuele voortplanting en vegetatieve vermenigvuldiging door fragmentatie is gebruikelijk en verklaart het reproductieve succes van het geslacht Opuntia.

Deze cactus is onderzocht vanwege zijn hypoglycemische eigenschappen en zijn mogelijke gebruik voor de behandeling van type 2 diabetes.

Herkomst van de nopal

Mexico is het belangrijkste centrum van diversiteit met 669 soorten en 244 ondersoorten van Opuntia. In feite maakt de Nopal deel uit van de figuren die op zijn vlag verschijnen.

Bron: pixabay.com

In het bijzonder is het geslacht Opuntia inheems in centraal Mexico en van daaruit is het in de pre-Columbiaanse tijd verspreid over Noord-Amerika, Midden-Amerika en het Caribisch gebied en mogelijk Zuid-Amerika. Van daaruit hebben toeristen de Nopal vanuit Mexico of nabijgelegen landen naar Europa en de rest van de wereld vervoerd.

kenmerken

Landgoed

De wortels van cactussen krijgen over het algemeen weinig aandacht. Ze ontwikkelen zich wanneer de tepelhofjes contact maken met de grond. Deze soorten wortels verschillen van andere planten omdat ze xeromorfe eigenschappen ontwikkelen waardoor de plant kan overleven in droogte. Deze wortels kunnen op verschillende manieren bijdragen aan droogtetolerantie:

1. Beperking van het worteloppervlak en de afname van de doorlaatbaarheid voor water, terwijl de fijne wortels bedekt zijn met een laag die min of meer ondoordringbaar is voor water, of ook een laag genezing hebben om verlies van water in de droge grond te voorkomen.
2. Snelle opname van de kleine hoeveelheid water die door lichte regen wordt aangevoerd, door de vorming van "regenwortels" die enkele uren na ontvangst van de waterdruppels ontstaan ​​en die verdwijnen wanneer de grond droogt.
3. Verminderde transpiratie in de stengels door het hoge waterpotentieel van de wortels.

Cladodio (stam)

De cladodes zijn de gemodificeerde stengels met bladfunctie. Deze stengels hebben kleine scheuten die bekend staan ​​als areolen met haren en doornen. De cladodes zijn sappige stengels met groene schors en fotosynthetische functie. Ze zijn langwerpig, spatel-langwerpig van vorm, ongeveer 30 tot 40 cm lang, soms tot 80 cm, en 18-25 cm breed.

De areolen die aanwezig zijn in de cladoden produceren, naast stekels, kleine korte stekels zoals haren die glochiden worden genoemd. De huidmondjes zijn overvloedig aanwezig over het gehele oppervlak van de stengels en zijn gelijkmatig verdeeld.

Bron: pixabay.com

De epidermis van de cladodes heeft verschillende functies, zoals het reguleren van de beweging van koolstofdioxide naar de plant als zuurstof uit de plant, het vasthouden van water in het plantenlichaam en het beschermen van de plant tegen schimmels, insecten en licht. intense zonne-energie.

Cactaceae hebben een CAM-metabolisme (crassulaceae-zuurmetabolisme) en worden over het algemeen als droogtebestendig beschouwd omdat ze grote hoeveelheden water in hun stengels opslaan.

Doornen

Daarom is de aanwezigheid van doornen een bijzonder kenmerk van cactussen. De stekels groeien uit de areolen en er zijn twee soorten stekels te onderscheiden (stekels en haren, de laatste beter bekend als glochiden).

De stekels zijn bladeren die zijn aangepast om het verlies van water te voorkomen en dienen als verdediging tegen roofdieren. Ze zijn van groot belang als een morfologisch karakter met taxonomisch potentieel.

Bloemen en bloemknoppen

In tegenstelling tot andere cactussen groeien in de nopal de nieuwe cladodes (nopalitos) en bloemknoppen uit de areolaire meristemen. Deze kunnen al een bloem of een cactus opleveren. Eenmaal geproduceerd, voert het meristeem dit proces niet opnieuw uit.

Ook is het fytohormoon gibberellinezuur bestudeerd om de ontwikkeling van bloemknoppen te bevorderen en indoolboterzuur stimuleert de vegetatieve groei van de knoppen. Op deze manier vermindert een hoge bloemenproductie de productie van nopalito's en vice versa. De productie van bloemen en nopalito's kan van jaar tot jaar variëren gedurende de levensduur van de nopal.

Bron: pixabay.com

In subtropische gebieden beginnen Opuntia-bloemknoppen wanneer de maandelijkse gemiddelde temperatuur hoger is dan 16 ° C. Dit is in maart-april op het noordelijk halfrond en september-oktober op het zuidelijk halfrond. De bloeiperiode schommelt tussen 3 en 5 weken bij sommige soorten zoals O. ficus-indica, en tot 25 weken bij O. joconostle.

Floral morfologie

De bloemenas toont vanaf de basis naar boven een steel die de bloem met de cladode verbindt, evenals de vruchtwand die de onderste eierstok omringt en de houder die het bloemdek, androecium en gynoecium bevat. Sommige soorten hebben 24 bloembladen (O. polyacantha), en andere hebben 19 (O. phaeacantha)

Opuntia-bloemen zijn over het algemeen geel, maar komen ook voor in oranje, roze, paars, rood, wit of gespikkeld. Hermafrodiete bloemen komen het meest voor. Ook hebben ze talrijke meeldraden, bijvoorbeeld 265 in O. polyacantha, 358 in O. phaeacantha, 450 in O. viridirubra en 598 in O. brunneogemmia. Deze meeldraden zijn normaal gesproken geel of groen met een cirkel of spiraal in stijl.

Bron: pixabay.com

Stuifmeelkorrels zijn bolvormig, kubisch of dodecaëdrisch, 65-130 μm in diameter en puntig of verknoopt.

Sommige soorten hebben nectariën aan de basis van de stijl. De stijl is eenvoudig, hol, meestal groen of geel, hoewel het soms roze, rood of oranje is. Het stigma verschijnt boven de helmknoppen en in het midden van de bloem. Elk zaadprimordium bestaat uit de nucela, de embryozak, de integumenten en de micropil.

Fruit

Opuntia-vruchten zijn eenkamerig en polyspermisch. Er zijn drie soorten fruit: vlezig (ze bevatten zaden met vruchtvlees rondom en een dunne schaal), gedroogd fruit (zaden met bijna geen vruchtvlees en een dunne schaal) en xoconostle-vruchten (zaden met weinig vruchtvlees en een dikke, zure schaal).

Bij vlezige vruchten, wanneer ze rijpen, wordt de schil dikker, worden de knollen onmerkbaar door de turgor van het weefsel en wordt het oppervlak gekleurd. 90% van de pulpa bestaat uit parenchymcellen die afkomstig zijn uit het dorsale deel van de epidermis van de kabelbaanbedekking en de resterende 10% is kabelbaanweefsel.

Bron: pixabay.com

In O. ficus-indica heeft de onrijpe groene schil stomatale en fotosynthetische activiteit, die 8 tot 10% bijdraagt ​​aan de vruchtgroei. De areola's van fruit hebben altijd glochiden en kunnen doornen of haren hebben, die uit het bloeistadium kunnen komen.

Zaden

De groei en rijping van de zaden vindt 30 tot 70 dagen na anthesis plaats. Opuntia-zaad is klein en eivormig of lensvormig. Een gemiddeld zaadje kan 0,45 cm lang, 0,35 breed en 0,16 cm dik zijn.

Cactusvijgzaden vertonen kiemrust, die wordt geassocieerd met de ondoordringbaarheid van het omhulsel en verharding van de kabelbaan.

Taxonomie

Het geslacht Opuntia werd in het jaar 1754 door Miller als volgt beschreven:

- Kingdom: Plantae.

- Superphylum: Embryophyta.

- Phylum Tracheophyta.

- Klasse: Spermatopsida.

- Bestelling: Caryophyllales.

- Familie: Cactaceae.

- Onderfamilie: Opuntioideae.

- Genre: Opuntia P. Miller (1754).

Reproductie

Seksuele reproductie

Het fruit en de vegetatieve delen, zoals de stekelige cladodes, zijn nauw verwant aan de verspreiding van hun zaden en de hoge en efficiënte vegetatieve verspreiding door dieren.

Vegetatieve vermenigvuldiging blijkt efficiënter te zijn dan seksuele voortplanting. Beide reproducties (vegetatief en seksueel) hebben echter mogelijk bijgedragen aan de ecologie en het evolutionaire succes van dit geslacht.

Anthesis

De reproductieve biologie van de vlezige vrucht Opuntia-soort is gerelateerd aan anthesis. In die zin heeft de bloemontwikkeling 21 tot 47 dagen nodig en kan deze worden verlengd tot 75 dagen.

Op het noordelijk halfrond vindt anthesis plaats tussen mei en juli, en op het zuidelijk halfrond tussen februari en augustus. In nopales duurt de bloei meestal tussen de 6 en 12 uur en als ze laat begint, is ze de volgende dag voltooid.

Met betrekking tot de reproductie van de Nopal is het bijenbloesemsyndroom beschreven. Van daaruit is bekend dat de bloemstructuur de bestuiving door deze insecten heeft vergemakkelijkt, dus de positie van de stijl die uit de meeldraden steekt, en een groot formaat van de nectar.

In die zin zijn de stigma-lobben en het stigma zelf plakkerig en vergemakkelijken ze ook de hechting van andere insecten, die dienen als verspreiders voor stuifmeel.

Bron: pixabay.com

Met betrekking tot de bloemen is er geen bewijs van de geur van Opuntia; in O. ficus-indica-vruchten zijn echter meer dan 17 vluchtige verbindingen met betrekking tot het aroma vastgesteld.

Bestuivers

Bezoekers van Opuntia-bloemen zijn gevarieerd, de meest voorkomende groep is de Hymenoptera (84 soorten en 19 alleen geïdentificeerd tot het geslacht), gevolgd door Coleoptera (11 soorten, 11 geslachten), twee Lepidoptera-soorten en tot 10 soorten vogels. .

Deze cijfers kunnen stijgen volgens de databases van de uitgevoerde onderzoeken, naast het feit dat alleen opuntia-bestuivers zijn vastgesteld voor een deel van de soort van dit geslacht (ongeveer 19).

Van zijn kant variëren de soorten bijen die Opuntia bezoeken tijdens de bloeiperiode. In de hooglanden van San Luis de Potosí en Zacatecas omvatten ze bijvoorbeeld ononderbroken en overvloedige soorten, ononderbroken en schaarse soorten, zeldzame soorten die gedurende een korte tijd aan het einde van het seizoen aanwezig zijn, en losse soorten.

Kenmerken van deze insecten

Om een ​​bezoekend insect een Opuntia-bestuiver te laten worden, is het dus vereist dat:

1. Dat het insect een consument is van stuifmeel en nectar, en dat ten minste 50% van het stuifmeel dat het draagt, Opuntial is.
2. Het moet neerkomen op het stigma.
3. De tijd die u aan de bloem besteedt, moet relatief kort zijn.
4. Het moet van bloem tot bloem vliegen.
5. Meet ongeveer 1,4 cm lang.

Bovendien komt apomixis vaak voor in Opuntia. Apomixis is de productie van zaden zonder voorafgaande bemesting. In dit plantengeslacht is de ontwikkeling van adventieve embryo's uit het nucellaire weefsel heel gebruikelijk.

Vegetatieve vermenigvuldiging

Dit type reproductie komt veel voor in Opuntia. In feite planten sommige soorten zich voornamelijk op deze manier voort (O. fragilis, O. polyacantha, O. strigil en O. trichophora).

Bron: pixabay.com

Sommige studies hebben het belang van reproductie en vermenigvuldiging in de bevolkingsgroei geëvalueerd. De hoge frequentie van vegetatieve vermenigvuldiging kan bepaalde genetische kenmerken behouden.

Voeding

Opuntioïde cactussen zijn cultiveerbare soorten in droge zones, vooral vanwege hun hoge efficiëntie bij het omzetten van water in biomassa. Om deze reden worden ze erkend als een ideaal gewas voor droge regimes.

Succesvol gedomesticeerde gewassen zoals O. ficus-indica spelen een fundamentele rol in de economie. Cactusvijgen worden wereldwijd sterk gecommercialiseerd. Daarom is de teelt van Nopal net zo belangrijk als de teelt van agave voor tequila in de landbouweconomie van Mexico.

De opuntia-cactus bereikt een hoge productiviteit, maar alleen met de juiste bemesting. De gemiddelde bemesting is 0,9% N, 0,16% P, 2,58% K en 2,35% Ca, voor een jaarlijkse productiviteit van 20 ton per hectare per jaar, rekening houdend met andere macro's en micronutriënten.

Cactusvijg wordt gebruikt als voeder en als aanvulling in diervoeding.

Medicinale eigenschappen

De Nopal heeft geneeskrachtige eigenschappen die zijn afgeleid van zijn fruit en cladodes. Deze cactussen zijn een belangrijke bron van bioactieve stoffen en chemische bestanddelen die de waarde van de cactus als product verhogen.

Cactussen hebben een hoge antioxiderende activiteit, ze bevatten vitamine C, flavonoïden en betalaïnen. Daarnaast geven verschillende onderzoeken aan dat zowel de vruchten als de cladodes een hoog gehalte aan voedingsstoffen, mineralen en vitamines bevatten.

Bron: pixabay.com

Recente studies tonen het potentieel van de Opuntia-cactus aan om carcinogenese in in vitro en in vivo cellijnculturen te remmen.

Over het algemeen heeft de Nopal een medicinale functie bij de behandeling van zweren, anti-obesitas, ontstekingsremmend, genezend, antiviraal, cholesterolverlagend, anti-kanker, neuroprotectief en hypoglykemie.

Representatieve soort

De meest representatieve soort van Opuntia is O. ficus-indica. Daarnaast is er nog een andere die behoorlijk veel is bestudeerd, zoals: O. basilaris, O. chlorotica, O. fragilis, O. macrocentra, O. stricta, O. polyacantha, O. phaeacantha, O. aciculata, O. azurea en O lindheimeri.

Referenties

1. Griffith, MP 2004. De oorsprong van een belangrijk cactusgewas, Opuntia Ficus-indica (Cactaceae): Nieuw moleculair bewijs. American Journal of Botany 91 (11): 1915-1921.
2. AO. 2017. Gewasecologie, teelt en gebruik van cactuspeer. 224 blz.
3. Reyes-Agüero, JA, Aguirre, JR, Valiente-Banuet, A. 2005. Reproductieve biologie van Opuntia: een overzicht. Journal of Arid Environments 64: 549-585.
4. Het Taxonomicon (2004-2019). Taxon: Genus Opuntia P. Miller (1754). Ontleend aan: taxonomicon.taxonomy.nl
5. Aruwa, Ch., Amoo, S., Kudanga, T. 2018. Opuntia (Cactaceae) plantaardige stoffen, biologische activiteiten en vooruitzichten - Een uitgebreid overzicht. Food Research International 112: 328-344.