NOPAL: EIGENSCHAFTEN, FORTPFLANZUNG, ERNÄHRUNG, EIGENSCHAFTEN - BIOLOGIE - 2025

Der Nopal (Opuntia) ist eine Kaktusgattung, deren Arten seit mehr als 100 Jahren von den Einwohnern Mexikos, der Grenze zwischen den Vereinigten Staaten und Mexiko und den Vereinigten Staaten verwendet werden. Diese Kakteen sind auch als Thunfische bekannt und Pflanzen für Zierzwecke.

Opuntia ist die vielfältigste und am weitesten verbreitete Gattung in Amerika. In der Welt sind ungefähr 1600 Arten bekannt. Diese Gattung ist stark mit der Bestäubung durch Bienen verbunden und entwickelt sich zusammen mit mindestens zwei Gattungen dieser Insekten.

Nopal mit Früchten. XHUANX

Spektakuläre Beispiele für Assoziationen dieser Kakteen, die als Nopaleras bekannt sind, sind in der Natur zu sehen. Die Nopaleras bestehen aus der Gruppierung von Kakteen verschiedener Gattungen. Innerhalb dieser Gruppierungen können sich rund 144 Varianten der Gattung Opuntia befinden.

Die Blüten und Früchte des Nopal sind eng mit der Bestäubung und Samenverteilung durch Tiere verbunden. Sexuelle Fortpflanzung und vegetative Vermehrung durch Fragmentierung sind häufig und erklären den Fortpflanzungserfolg der Gattung Opuntia.

Dieser Kaktus wurde auf seine hypoglykämischen Eigenschaften und seine mögliche Verwendung zur Behandlung von Typ-2-Diabetes untersucht.

Herkunft des Nopal

Mexiko ist mit 669 Arten und 244 Unterarten von Opuntia das wichtigste Zentrum der Vielfalt. Tatsächlich ist der Nopal Teil der Figuren, die auf seiner Flagge erscheinen.

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Insbesondere ist die Gattung Opuntia in Zentralmexiko beheimatet und von dort aus in präkolumbianischer Zeit in Nordamerika, Mittelamerika und der Karibik sowie möglicherweise in Südamerika verbreitet. Von dort haben Touristen den Nopal von Mexiko oder nahe gelegenen Ländern nach Europa und in den Rest der Welt transportiert.

Eigenschaften

Nachlass

Die Wurzeln der Kakteen finden im Allgemeinen wenig Beachtung. Sie entstehen, wenn die Warzenhöfe den Boden berühren. Diese Wurzeltypen unterscheiden sich von anderen Pflanzen dadurch, dass sie xeromorphe Eigenschaften entwickeln, die es der Pflanze ermöglichen, unter Dürrebedingungen zu überleben. Diese Wurzeln können auf verschiedene Weise zur Dürreverträglichkeit beitragen:

1. Einschränkung der Wurzeloberfläche und Abnahme ihrer Wasserdurchlässigkeit, während die feinen Wurzeln mit einer mehr oder weniger wasserundurchlässigen Schicht bedeckt sind oder auch eine Heilschicht aufweisen, um den Wasserverlust im trockenen Boden zu vermeiden.
2. Schnelle Absorption der geringen Menge an Wasser, die durch leichte Regenfälle geliefert wird, durch Bildung von "Regenwurzeln", die sich wenige Stunden nach Erhalt der Wassertropfen entwickeln und beim Trocknen des Bodens verschwinden.
3. Verminderte Transpiration in den Stielen aufgrund des hohen Wasserpotentials der Wurzeln.

Cladodio (Stiel)

Die Cladodes sind die modifizierten Stängel mit Blattfunktion. Diese Stängel haben kleine Triebe, die als Areolen bekannt sind und Haare und Dornen haben. Die Cladoden sind saftige Stämme mit grüner Rinde und Photosynthesefunktion. Sie sind länglich, spachtelförmig, etwa 30 bis 40 cm lang, manchmal bis zu 80 cm und 18 bis 25 cm breit.

Die in den Cladoden vorhandenen Areolen produzieren neben den Stacheln kleine kurze Stacheln wie Haare, die Glochiden genannt werden. Die Stomata sind reichlich vorhanden und befinden sich auf der gesamten Oberfläche der Stängel und sind gleichmäßig verteilt.

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Die Epidermis der Cladoden hat verschiedene Funktionen, wie z. B. die Regulierung der Bewegung von Kohlendioxid in die Pflanze, z. B. Sauerstoff aus der Pflanze, das Zurückhalten von Wasser im Pflanzenkörper und den Schutz der Pflanze vor Pilzen, Insekten und Licht. intensive Sonne.

Cactaceae haben einen CAM-Metabolismus (Crassulaceae-Säurestoffwechsel) und gelten allgemein als dürreresistent, da sie große Mengen Wasser in ihren Stängeln speichern.

Dornen

Folglich ist das Vorhandensein von Dornen ein besonderes Merkmal von Kakteen. Die Stacheln wachsen aus den Areolen und zwei Arten von Stacheln können unterschieden werden (Stacheln und Haare, letztere besser bekannt als Glochiden).

Die Stacheln sind Blätter, die modifiziert wurden, um Wasserverlust zu vermeiden und als Verteidigung gegen Raubtiere zu dienen. Sie sind als morphologischer Charakter mit taxonomischem Potenzial von großer Bedeutung.

Blumen und Blütenknospen

Im Gegensatz zu anderen Kakteen wachsen im Nopal die neuen Cladoden (Nopalitos) und Blütenknospen aus den Areolarmeristemen. Diese können bereits eine Blume oder einen Kaktus produzieren. Einmal hergestellt, führt das Meristem diesen Vorgang nicht erneut durch.

Es wurde auch untersucht, dass die Phytohormon-Gibberellinsäure die Entwicklung von Blütenknospen fördert und Indol-Buttersäure das vegetative Wachstum der Knospen stimuliert. Auf diese Weise reduziert eine hohe Blumenproduktion die Produktion von Nopalitos und umgekehrt. Die Produktion von Blumen und Nopalitos kann während des gesamten Lebens des Nopal von Jahr zu Jahr variieren.

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In subtropischen Regionen beginnen Opuntia-Blütenknospen, wenn die monatliche Durchschnittstemperatur 16 ° C überschreitet. Dies ist von März bis April auf der Nordhalbkugel und von September bis Oktober auf der Südhalbkugel. Die Blütenzeit schwankt bei einigen Arten wie O. ficus-indica zwischen 3 und 5 Wochen und bei O. joconostle bis zu 25 Wochen.

Blumenmorphologie

Die Blütenachse zeigt von ihrer Basis nach oben ein Stiel, das die Blume mit dem Cladode verbindet, sowie das Perikarp, das den unteren Eierstock umgibt, und das Gefäß, das die Blütenhülle, Androecium und Gynoecium enthält. Einige Arten haben 24 Tepalen (O. polyacantha), andere 19 (O. phaeacantha)

Opuntienblüten sind im Allgemeinen gelb, aber auch in orange, pink, lila, rot, weiß oder gesprenkelt. Hermaphroditische Blüten sind am häufigsten. Sie besitzen auch zahlreiche Staubblätter, zum Beispiel 265 in O. polyacantha, 358 in O. phaeacantha, 450 in O. viridirubra und 598 in O. brunneogemmia. Diese Staubblätter sind normalerweise gelb oder grün mit einem Kreis oder einer Spirale.

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Pollenkörner sind kugelförmig, kubisch oder dodekaedrisch, haben einen Durchmesser von 65 bis 130 μm und sind spitz oder vernetzt.

Einige Arten haben Nektarien an der Basis des Stils. Der Stil ist einfach, hohl, normalerweise grün oder gelb, obwohl er manchmal rosa, rot oder orange ist. Das Stigma erscheint über den Staubbeuteln und in der Mitte der Blume. Jedes Samenprimordium besteht aus der Nucela, dem Embryosack, den Integumenten und der Mikropyle.

Obst

Opuntia-Früchte sind unilokular und polyspermisch. Es gibt drei Arten von Früchten: fleischige (sie enthalten Samen mit Fruchtfleisch und einer dünnen Schale), getrocknete Früchte (Samen mit fast keinem Fruchtfleisch und einer dünnen Schale) und Xoconostle-Früchte (Samen mit wenig Fruchtfleisch und einer dicken, sauren Schale).

Wenn bei fleischigen Früchten die Haut dicker wird, werden die Knollen aufgrund des Turgors des Gewebes nicht mehr wahrnehmbar und die Oberfläche färbt sich. 90% der Pulpa besteht aus Parenchymzellen, die aus dem dorsalen Teil der Epidermis der Standseilbahn stammen, und die restlichen 10% bestehen aus Standseilbahngewebe.

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In O. ficus-indica hat die unreife grüne Schale eine stomatale und photosynthetische Aktivität und trägt 8 bis 10% zum Fruchtwachstum bei. Die Warzenhöfe von Früchten haben immer Glochiden und können Dornen oder Haare haben, die aus dem Blütenstadium stammen können.

Saat

Das Wachstum und die Reifung der Samen erfolgt 30 bis 70 Tage nach der Anthese. Opuntia-Samen sind klein und eiförmig oder linsenförmig. Ein durchschnittlicher Samen kann 0,45 cm lang, 0,35 cm breit und 0,16 cm dick sein.

Feigenkaktus-Samen zeigen eine Ruhephase, die mit der Undurchlässigkeit des Integuments und der Verhärtung der Standseilbahn verbunden ist.

Taxonomie

Die Gattung Opuntia wurde von Miller im Jahr 1754 wie folgt beschrieben:

- Königreich: Plantae.

- Superphylum: Embryophyta.

- Phylum Tracheophyta.

- Klasse: Spermatopsida.

- Bestellung: Caryophyllales.

- Familie: Cactaceae.

- Unterfamilie: Opuntioideae.

- Genre: Opuntia P. Miller (1754).

Reproduktion

Sexuelle Fortpflanzung

Die Frucht- und Vegetationsteile wie die stacheligen Cladoden stehen in engem Zusammenhang mit der Verbreitung ihrer Samen und der hohen und effizienten vegetativen Verbreitung durch Tiere.

Die vegetative Vermehrung scheint effizienter zu sein als die sexuelle Fortpflanzung. Beide Reproduktionen (vegetativ und sexuell) haben jedoch möglicherweise zur Ökologie und zum evolutionären Erfolg dieser Gattung beigetragen.

Anthesis

Die Fortpflanzungsbiologie der fleischigen Frucht Opuntia ist mit der Anthese verwandt. In diesem Sinne benötigt die Blütenentwicklung 21 bis 47 Tage und kann auf 75 Tage verlängert werden.

Auf der Nordhalbkugel findet die Anthese zwischen Mai und Juli statt, auf der Südhalbkugel zwischen Februar und August. In Nopales dauert die Blüte normalerweise zwischen 6 und 12 Stunden, und wenn sie spät beginnt, ist sie am nächsten Tag abgeschlossen.

In Bezug auf die Reproduktion des Nopal wurde das Bienenblumensyndrom beschrieben. Von dort ist bekannt, dass die florale Struktur die Bestäubung durch diese Insekten erleichtert hat und somit die Position des Stils ist, der aus den Staubblättern herausragt, und eine große Größe des Nektars.

In diesem Sinne sind die Stigma-Lappen und das Stigma selbst klebrig und erleichtern auch das Anhaften anderer Insekten, die als Dispergierer für Pollen dienen.

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In Bezug auf die Blumen gibt es keine Hinweise auf den Duft von Opuntia; In O. ficus-indica-Früchten wurden jedoch mehr als 17 flüchtige Verbindungen bestimmt, die mit seinem Aroma zusammenhängen.

Bestäuber

Die Besucher der Opuntia-Blüten sind vielfältig. Die häufigste Gruppe sind die Hymenoptera (84 Arten und 19 nur bis zur Gattung identifizierte), gefolgt von Coleoptera (11 Arten, 11 Gattungen), zwei Schmetterlingsarten und bis zu 10 Vogelarten. .

Diese Zahlen können sich nach den Datenbanken der durchgeführten Untersuchungen erhöhen, zusätzlich zu der Tatsache, dass Opuntia-Bestäuber nur für einen Teil der Arten dieser Gattung bestimmt wurden (ungefähr 19).

Die Bienenarten, die Opuntia besuchen, variieren während der Blütezeit. Zum Beispiel umfassen sie im Hochland von San Luis de Potosí und Zacatecas kontinuierliche und häufig vorkommende Arten, kontinuierliche und seltene Arten, seltene Arten, die am Ende der Saison für kurze Zeit vorkommen, und gelegentliche Arten.

Eigenschaften dieser Insekten

Damit ein besuchendes Insekt ein Opuntia-Bestäuber wird, ist Folgendes erforderlich:

1. Dass das Insekt Pollen und Nektar konsumiert und dass mindestens 50% des Pollen, den es trägt, opuntial ist.
2. Es muss auf das Stigma herabsteigen.
3. Die Zeit, die Sie auf der Blume verbringen, sollte relativ kurz sein.
4. Es muss von Blume zu Blume fliegen.
5. Messung ca. 1,4 cm lang.

Zusätzlich tritt Apomixis häufig bei Opuntien auf. Apomixis ist die Herstellung von Samen ohne vorherige Befruchtung. In dieser Pflanzengattung ist die Entwicklung von zufälligen Embryonen aus dem Kerngewebe sehr häufig.

Vegetative Vermehrung

Diese Art der Reproduktion kommt in Opuntia häufig vor. Tatsächlich vermehren sich einige Arten hauptsächlich auf diese Weise (O. fragilis, O. polyacantha, O. strigil und O. trichophora).

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Einige Studien haben die Bedeutung der Fortpflanzung und Vermehrung für das Bevölkerungswachstum bewertet. Die hohe Häufigkeit der vegetativen Vermehrung kann bestimmte genetische Eigenschaften bewahren.

Ernährung

Opuntioid-Kakteen sind kultivierbare Arten in Trockengebieten, insbesondere aufgrund ihrer hohen Effizienz bei der Umwandlung von Wasser in Biomasse. Aus diesem Grund gelten sie als ideale Ernte für aride Regime.

Erfolgreich domestizierte Pflanzen wie O. ficus-indica spielen eine grundlegende Rolle in der Wirtschaft. Kaktusfeigen werden weltweit stark kommerzialisiert. Deshalb ist der Anbau von Nopal für Tequila in der Agrarwirtschaft Mexikos ebenso wichtig wie der Anbau von Agaven.

Der Opuntia-Kaktus erreicht eine hohe Produktivität, jedoch nur bei richtiger Befruchtung. Die durchschnittliche Düngung beträgt 0,9% N, 0,16% P, 2,58% K und 2,35% Ca bei einer jährlichen Produktivität von 20 Tonnen pro Hektar und Jahr unter Berücksichtigung anderer Makros und Mikronährstoffe.

Kaktusfeigen werden als Futterfutter und als Ergänzung in der Tierernährung verwendet.

Medizinische Eigenschaften

Der Nopal hat medizinische Eigenschaften, die von seinen Früchten und Cladoden abgeleitet sind. Diese Kakteen sind eine wichtige Quelle für bioaktive Substanzen und chemische Bestandteile, die den Wert des Kaktus als Produkt erhöhen.

Kakteen haben eine hohe antioxidative Aktivität, sie haben Vitamin C, Flavonoide und Betalaine. Darüber hinaus weisen mehrere Studien darauf hin, dass sowohl die Früchte als auch die Cladoden einen hohen Gehalt an Nährstoffen, Mineralien und Vitaminen aufweisen.

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Jüngste Studien zeigen das Potenzial des Opuntia-Kaktus, die Karzinogenese in In-vitro- und In-vivo-Zelllinienkulturen zu hemmen.

Im Allgemeinen hat der Nopal eine medizinische Funktion bei der Behandlung von Geschwüren, Anti-Adipositas, entzündungshemmenden, heilenden, antiviralen, cholesterinsenkenden, krebsbekämpfenden, neuroprotektiven und Hypoglykämien.

Repräsentative Arten

Die repräsentativste Art von Opuntia ist O. ficus-indica. Darüber hinaus gibt es eine andere, die ziemlich viel untersucht wurde, wie: O. basilaris, O. chlorotica, O. fragilis, O. macrocentra, O. stricta, O. polyacantha, O. phaeacantha, O. aciculata, O. azurea und O. Lindheimeri.

Verweise

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