NOPAL: CARACTERÍSTIQUES, REPRODUCCIÓ, NUTRICIÓ, PROPIETATS - BIOLOGIA - 2025

El nopal (Opuntia) és un gènere de cactus les espècies han estat utilitzades per més de 100 anys pels habitants de Mèxic, frontera Mèxic-Estats Units, i els Estats Units. A aquests cactus també se'ls coneix com estudiantines, i són plantes d'ús ornamental.

Opuntia és el gènere més divers i més àmpliament distribuït a Amèrica. Al món, es coneixen unes 1600 espècies. Aquest gènere està fortament associat amb la pol·linització per les abelles i coevolucionó amb al menys dos gèneres d'aquests insectes.

Nopal amb fruits. XHUANX

En la naturalesa es veuen exemples espectaculars d'associacions que formen aquests cactus que es coneixen com nopaleras. Les nopaleras consisteixen en l'agrupament en la naturalesa de cactus de diversos gèneres. Dins d'aquestes agrupacions pot haver al voltant de 144 variants de l'gènere Opuntia.

Les flors i fruits de l'Nopal estan molt associades amb la pol·linització i la dispersió de llavors per animals. La reproducció sexual i la multiplicació vegetativa per fragmentació és comú i expliquen l'èxit reproductiu de l'gènere Opuntia.

Aquest cactus ha estat estudiat per les seves propietats hipoglicémicas, i el seu potencial ús per al tractament de la diabetis tipus 2.

Origen de l'nopal

Mèxic és el més important centre de diversitat amb 669 espècies i 244 sub espècies d'Opuntia. De fet, el Nopal és part de les figures que apareixen en la seva bandera.

Font: pixabay.com

Específicament, el gènere Opuntia és originari de Mèxic central, i des d'allà ha estat dispersat cap a Amèrica del Nord, Amèrica Central i el Carib, i possiblement cap a Sud-amèrica en l'època precolombina. D'allí, els turistes han transportat el Nopal des de Mèxic o els països propers cap a Europa i la resta de món.

Característiques

arrels

Les arrels de les cactàcies en general reben poca atenció. Es desenvolupen quan les arèoles fan contacte amb el terra. Aquest tipus d'arrels difereixen d'altres plantes perquè desenvolupen característiques xeromórficas que permeten a la planta sobreviure en condicions de sequera. Aquestes arrels poden contribuir a la tolerància a la sequera de diferents maneres:

1. Restricció de la superfície radicular i la disminució de la seva permeabilitat a l'aigua, mentre que les arrels fines es cobreixen amb una capa més o menys impermeable a l'aigua, o també presenten una capa de cicatrització per evitar la pèrdua d'aigua en el sòl sec.
2. Ràpida absorció de la petita quantitat d'aigua subministrada per les pluges lleugeres, a través de la formació de les "arrels de pluja" que es desenvolupen poques hores després de rebre les gotes d'aigua, i que desapareixen quan el sòl s'asseca.
3. Disminució de la transpiració en les tiges causa de l'alt potencial hídric de les arrels.

Cladodio (tija)

Els cladodis són les tiges modificats amb funció de fulla. Aquestes tiges tenen brots petits coneguts com arèoles que tenen pèls i espines. Els cladodis són tiges suculentes d'escorça verda i funció fotosintètica. Tenen forma oblonga, espàtula-oblonga, d'uns 30 a 40 cm de llarg, de vegades fins a 80 cm, i entre 18-25 cm d'ample.

Les arèoles presents en els cladodis produeixen, a més d'espines, unes petites espines curtes com pèls trucades gloquidios. Els estomes són abundants i estan presents en tota la superfície de les tiges i es distribueix uniformement.

Font: pixabay.com

L'epidermis dels cladodis té diverses funcions com regular el moviment de diòxid de carboni cap a dins de la planta com l'oxigen cap a fora de la planta, retenir l'aigua dins el cos de la planta, i protegir la planta de fongs, insectes i llum solar intensa.

Les cactàcies tenen metabolisme CAM (metabolisme àcid de les crassulàcies), i són considerades en general com resistents a la sequera perquè emmagatzemen grans quantitats d'aigua en les seves tiges.

espines

Conseqüentment, la presència d'espines és una característica particular de les cactàcies. Les espines creixen des de les arèoles i es poden distingir dos tipus d'espines (espines i pèls, aquests últims millor coneguts com gloquidis).

Les espines, són fulles modificades per evitar la pèrdua d'aigua i servir com a defensa davant depredadors. Tenen gran importància com a caràcter morfològic amb potencial taxonòmic.

Flors i brots florals

A diferència d'altres cactus, al nopal, els nous cladodis (nopalitos) i brots de flors creixen a partir dels meristemes areolares. Aquests poden produir ja una flor o nopalito. Un cop produït, el meristema no torna a portar a terme aquest procés de nou.

També, s'ha estudiat que la fitohormona àcid giberèlic promou el desenvolupament de brots florals i l'àcid indol-butíric estimula el creixement vegetatiu dels brots. D'aquesta manera, una alta producció floral disminueix la producció de nopalitos, i viceversa. La producció de flors i nopalitos pot variar d'un any a un altre al llarg de la vida d'el nopal.

Font: pixabay.com

A les regions subtropicals, els brots florals de Opuntia comencen quan la temperatura mitjana mensual excedeix els 16 ° C. Això és al març-abril a l'hemisferi nord, i setembre-octubre a l'hemisferi sud. El període floral fluctua entre 3 i 5 setmanes en algunes espècies com O. ficus-indica, i fins a 25 setmanes en O. joconostle.

morfologia floral

L'eix floral mostra des de la base cap amunt, un pedicel que uneix la flor amb el cladodio, així com a l'pericarpi que envolta l'ovari inferior i el receptacle que conté a l'periant, androceo i gineceu. Algunes espècies tenen 24 tèpals (O. polyacantha), i altres tenen 19 (O. phaeacantha)

Les flors de les opuntias són generalment grogues, però també s'aconsegueixen ataronjades, rosades, púrpures, vermelles, blanques o clapejades. Les flors hermafrodites són les més comunes. També, posseeixen nombrosos estams, per exemple, 265 en O. polyacantha, 358 en O. phaeacantha, 450 en O. viridirubra i 598 en O. brunneogemmia. Aquests estams són normalment grocs o verds amb un cercle o espiral en l'estil.

Font: pixabay.com

Els grans de pol·len són esfèrics, cúbics o dodecaédricos, mesuren 65-130 micres de diàmetre, i són punxegudes o reticulats.

Algunes espècies tenen nectaris a la base de l'estil. L'estil és simple, buit, normalment verd o groc, tot i que algunes vegades és rosat, vermell o ataronjat. L'estigma apareix sobre de les anteres i al centre de la flor. Cada primordi seminal consisteix en la nucela, el sac embrionari, els teguments i el micrópilo.

fruit

Els fruits d'Opuntia són uniloculares i polispérmicos. Hi ha tres tipus de fruits: carnosos (contenen llavors amb polpa voltant i pela prima), fruita seca (llavors gairebé sense polpa i pela prima), i fruits xoconostle (llavors amb poca polpa i pela gruixuda i àcida).

En fruites carnoses, quan aquestes maduren la pell es espessa, els tubercles es tornen imperceptibles a causa de la turgència de el teixit, i la superfície s'acoloreix. El 90% de la polpa està constituït per cèl·lules parenquimàtiques originades en de la part dorsal de l'epidermis de la cobertura funicular, i el 10% restant és teixit funicular.

Font: pixabay.com

En O. ficus-indica, la closca verda sense madurar té activitat estomàtica i fotosintètica, contribuint de el 8 a l'10% a el creixement de la fruita. Les arèoles de les fruites sempre tenen gloquidios i poden tenir espines o pèls, que poden estar des de l'etapa de flor.

llavors

El creixement i la maduració de les llavors es produeix de 30 a 70 dies després de la antesi. La llavor d'Opuntia és petita i ovoide o amb forma de lent. Una llavor mitjana pot tenir 0.45 cm de llarg, 0.35 d'ample i 0.16 cm de gruix.

Les llavors dels nopales presenten latència, la qual està associada amb la impermeabilitat de l'tegument i l'enduriment funicular.

taxonomia

El gènere Opuntia va ser descrit per Miller en l'any 1754, de la següent manera:

- Regne: Plantae.

- Superphylum: Embryophyta.

- Phylum Tracheophyta.

- Classe: Spermatopsida.

- Ordre: Caryophyllales.

- Família: Cactaceae.

- Subfamília: Opuntioideae.

- Gènere: Opuntia P. Miller (1754).

reproducció

reproducció sexual

El fruit i parts vegetatives, com ara els cladodis espinosos, estan estretament relacionades amb la dispersió de les seves llavors i l'alta i eficient disseminació vegetativa per animals.

La multiplicació vegetativa sembla ser més eficient que la reproducció sexual. No obstant això, les dues reproduccions (vegetativa i sexual) possiblement hagin contribuït amb l'ecologia i l'èxit evolutiu d'aquest gènere.

antesi

La biologia reproductiva de les espècies d'Opuntia de fruita carnosa, està relacionat amb la antesi. En aquest sentit, el desenvolupament floral requereix de 21 a 47 dies, es pot estendre a 75 dies.

A l'hemisferi nord, la antesi es produeix entre maig i juliol, i en l'hemisferi sud ocorre entre febrer i agost. En els nopales, la floració sol durar entre 6 i 12 h, i si comença tard, es completa a l'endemà.

En relació a la reproducció de l'Nopal, s'ha descrit la síndrome abella-flor. A partir d'allí es coneix que l'estructura floral ha facilitat la pol·linització per aquests insectes, sent doncs, la posició de l'estil que sobresurt dels estams, i un gran mida de l'nectario.

En aquest sentit, els lòbuls de l'estigma i el propi estigma són enganxosos i faciliten també que s'adhereixin altres insectes, els quals serveixin de dispersors per al pol·len.

Font: pixabay.com

Pel que fa a les flors, no hi ha evidència de la fragància de les Opuntia; però, en fruits d'O ficus-indica s'han determinat més de 17 compostos volàtils relacionats amb la seva aroma.

pol·linitzadors

Els visitants de les flors de Opuntia són variats, sent el grup més abundant el dels himenòpters (84 espècies, i 19 identificades només fins gènere), seguidament de coleòpters (11 espècies 11 gèneres) dues espècies de lepidòpters i fins a 10 espècies d'aus.

Aquestes xifres poden incrementar d'acord a les bases de dades de les investigacions que s'han realitzat, a més que els pol·linitzadors d'Opuntia han estat determinats només per a una part de les espècies d'aquest gènere (aproximadament 19).

Per la seva banda, les espècies d'abelles que visiten Opuntia, varien durant el període de floració. Per exemple, a les terres altes de Sant Lluís de Potosí i Zacatecas inclouen espècies contínues i abundants, espècies contínues i escasses, espècies rares presents per un curt temps a la fi de la temporada, i espècies casuals.

Característiques d'aquests insectes

D'aquesta manera, perquè un insecte visitant es converteixi en un pol·linitzador d'Opuntia es requereix que:

1. Que l'insecte sigui un consumidor de pol·len i nèctar, i que a l'almenys el 50% de l'pol·len que transport sigui de Opuntial.
2. Ha de baixar sobre l'estigma.
3. El temps que gasti a la flor ha de ser relativament curt.
4. Ha de volar de flor en flor.
5. Mesurar aproximadament 1,4 cm de llarg.

Addicionalment, la apomixi passa sovint en Opuntia. La apomixi és la producció de llavors sense la fertilització prèvia. En aquest gènere vegetal, és molt comú el desenvolupament d'embrions adventicis des del teixit nucelar.

multiplicació vegetativa

Aquest tipus de reproducció ocorre amb freqüència en Opuntia. De fet, algunes espècies es reprodueixen principalment d'aquesta forma (O. fragilis, O. polyacantha, O. strigil i O. trichophora).

Font: pixabay.com

Alguns estudis han avaluat la importància de la reproducció i multiplicació en el creixement poblacional. L'alta freqüència de multiplicació vegetativa pot conservar determinades característiques genètiques.

nutrició

Els cactus opuntioides són espècies cultivables en zones àrides, particularment per la seva alta eficiència en convertir aigua en biomassa. Per això, són reconeguts com un cultiu ideal per a règims àrids.

Cultius reeixidament domesticats com el d'O ficus-indica tenen un paper fonamental en l'economia. Les tunes són molt comercialitzades a nivell mundial. És per això que el cultiu de l'Nopal és tan important com ho és el cultiu d'atzavara per al tequila a l'economia agrícola de Mèxic.

El cactus opuntia aconsegueix una alta productivitat, però només amb la fertilització adequada. La fertilització mitjana és 0,9% N, 0,16% P, 2,58% K i 2,35% Ca, per a una productivitat anual de 20 tones per hectàrea a l'any, considerant altres macros i micronutrients.

Les tunes són utilitzades com a aliment farratger, i com a suplement en la nutrició animal.

propietats medicinals

El Nopal té propietats medicinals derivades dels seus fruits i els seus cladodis. Aquests cactus són una font important de substàncies bioactives i constituents químics que incrementen el valor de l'cactus com a producte.

Els cactus presenten alta activitat antioxidant, tenen vitamina C, flavonoides i betalaïna. A més, diversos estudis indiquen que tant els fruits com els cladodis tenen un alt nivell de nutrients, minerals i vitamines.

Font: pixabay.com

Estudis recents mostren el potencial de l'cactus Opuntia per inhibir la carcinogènesi en cultius de línies cel·lulars in vitro i in vivo.

En general, el Nopal té funció medicinal en el tractament de les úlceres, antiobesitat, antiinflamatòria, cicatritzant, antiviral, reducció de l'colesterol, anticancerigen, neuroprotector, i la hipoglicèmia.

espècies representatives

L'espècie més representativa d'Opuntia és O. ficus-indica. A més d'ella, hi ha una altra que han estat força estudiades com: O. basilaris, O. chlorotica, O. fragilis, O. macrocentra, O. stricta, O. polyacantha, O. phaeacantha, O. aciculata, O. azurea i O. lindheimeri.

referències

1. Griffith, MP 2004. The origins of an important cactus crop, Opuntia Ficus-indica (Cactaceae): New molecular evidence. American Journal of Botany 91 (11): 1915-1921.
2. AO. 2017. Crop ecology, cultivation and uses of cactus pear. 224 pàg.
3. Reis-Agüero, JA, Aguirre, JR, Valent-Banuet, A. 2005. Reproductive biology of Opuntia: A review. Journal of Arid Environments 64: 549-585.
4. The Taxonomicon (2004-2019). Taxon: Genus Opuntia P. Miller (1754). Pres de: taxonomicon.taxonomy.nl
5. Aruwa, Ch., Amoo, S., Kudanga, T. 2018. Opuntia (Cactaceae) plant compounds, biological activities and prospects- A comprehensive review. Food Research International 112: 328-344.