NOPAL: CHARAKTERISTIKA, REPRODUKCE, VÝŽIVA, VLASTNOSTI - BIOLOGIE - 2025

Nopal (Opuntia) je rod kaktusů, jejichž druhy byly použity pro více než 100 let obyvatelé Mexika, na hranici mezi Spojenými státy a Mexikem, a ve Spojených státech. Tyto kaktusy jsou také známé jako tuňáky a jsou to rostliny pro okrasné použití.

Opuntia je nejrozmanitější a nejrozšířenější rod v Americe. Ve světě je známo asi 1600 druhů. Tento rod je silně spojen s opylováním včely a je spoluvytvářen alespoň dvěma rody těchto hmyzů.

Nopal s ovocem. XHUANX

V přírodě lze spatřit spektakulární příklady asociací vytvořených těmito kaktusy známými jako nopalery. Nopalery se skládají ze skupiny kaktusů různých rodů. V těchto seskupeních může být asi 144 variant rodu Opuntia.

Květiny a plody Nopalu jsou úzce spojeny s opylováním a rozšiřováním semen zvířaty. Sexuální reprodukce a vegetativní množení fragmentací jsou běžné a vysvětlují reprodukční úspěch rodu Opuntia.

Tento kaktus byl zkoumán z hlediska hypoglykemických vlastností a možného využití při léčbě diabetu 2. typu.

Původ nopalu

Mexiko je nejdůležitějším centrem rozmanitosti s 669 druhy a 244 poddruhy Opuntia. Ve skutečnosti je Nopal součástí postav, které se objevují na jeho vlajce.

Zdroj: pixabay.com

Konkrétně, rod Opuntia je původem ze středního Mexika a odtud byl rozptýlen do Severní Ameriky, Střední Ameriky a Karibiku a případně do Jižní Ameriky v předkolumbovských dobách. Odtud turisté přepravili Nopal z Mexika nebo z okolních zemí do Evropy a zbytku světa.

vlastnosti

Majetek

Kořenům kaktusů se obecně věnuje malá pozornost. Vyvíjí se, když jsou areoly v kontaktu se zemí. Tyto druhy kořenů se liší od ostatních rostlin, protože vyvíjejí xeromorfní vlastnosti, které umožňují rostlině přežít v suchu. Tyto kořeny mohou přispět k snášenlivosti sucha různými způsoby:

1. Omezení povrchu kořenů a snížení jeho propustnosti pro vodu, zatímco jemné kořeny jsou pokryty vrstvou více nebo méně nepropustnou pro vodu, nebo mají také vrstvu léčení, aby se zabránilo ztrátě vody v suché půdě.
2. Rychlá absorpce malého množství vody dodávané lehkými dešti, vytvářením „kořenů deště“, které se vyvíjejí několik hodin po obdržení kapek vody a které zmizí, když půda zaschne.
3. Snížená transpirace v stoncích kvůli vysokému vodnímu potenciálu kořenů.

Cladodio (stonek)

Cladodes jsou modifikované stonky s listovou funkcí. Tyto stonky mají malé výhonky známé jako areoly, které mají chloupky a trny. Cladodes jsou sukulentní stonky se zelenou kůrou a fotosyntetickou funkcí. Jsou podlouhlé, tvaru špachtle, asi 30 až 40 cm dlouhé, někdy až 80 cm a široké 18 až 25 cm.

Areoly přítomné v cladodes produkují, kromě osten, malé krátké ostny jako chloupky zvané glochidy. Stomaty jsou hojné a jsou přítomny na celém povrchu stonků a jsou rovnoměrně rozmístěny.

Zdroj: pixabay.com

Epiderma cladodes má několik funkcí, jako je regulace pohybu oxidu uhličitého do rostliny, jako je kyslík z rostliny, zadržování vody v těle rostliny a ochrana rostliny před houbami, hmyzem a světlem. intenzivní sluneční energie.

Cactaceae mají metabolismus CAM (metabolismus kyseliny crassulaceae) a jsou obecně považovány za odolné vůči suchu, protože ve svých stoncích ukládají velké množství vody.

Trny

V důsledku toho je přítomnost trnů zvláštní vlastností kaktusů. Páteře vyrůstají z areol a lze rozlišit dva typy páteřů (páteře a chloupky, které jsou lépe známé jako glochidy).

Ostny jsou listy upravené tak, aby nedocházelo ke ztrátě vody a sloužily jako ochrana před dravci. Mají velký význam jako morfologický charakter s taxonomickým potenciálem.

Květiny a poupata

Na rozdíl od jiných kaktusů v nopalu rostou z kladných meristémů nové cladodes (nopalitos) a poupata. Ty již mohou produkovat květ nebo kaktus. Jakmile je vyrobeno, meristém tento proces znovu nevykonává.

Rovněž byla studována kyselina fytohormonová gibberellová za účelem podpory rozvoje poupat a kyselina indol-butylová stimuluje vegetativní růst pupenů. Tímto způsobem vysoká květinová produkce snižuje produkci nopalitos a naopak. Produkce květin a nopalitosů se může během roku života nopalu lišit.

Zdroj: pixabay.com

V subtropických oblastech začínají pupeny květin Opuntia, když průměrná měsíční teplota přesáhne 16 ° C. To je v březnu až dubnu na severní polokouli a v září až říjnu na jižní polokouli. Květinové období kolísá mezi 3 a 5 týdny u některých druhů, jako je O. ficus-indica, a až 25 týdnů u O. joconostle.

Květinová morfologie

Květinová osa ukazuje od základny směrem nahoru pedikel, který spojuje květ s kladivem, stejně jako perikarp, který obklopuje dolní vaječník, a nádobu, která obsahuje perianth, androecium a gynoecium. Některé druhy mají 24 tepal (O. polyacantha), jiné mají 19 (O. phaeacantha)

Květy Opuntia jsou obvykle žluté, ale vyskytují se také v oranžové, růžové, fialové, červené, bílé nebo skvrnité barvě. Hermafroditické květiny jsou nejčastější. Také mají četné tyčinky, například 265 v O. polyacantha, 358 v O. phaeacantha, 450 v O. viridirubra a 598 v O. brunneogemmia. Tyto tyčinky jsou obvykle žluté nebo zelené se stylem kruhu nebo spirály.

Zdroj: pixabay.com

Pylová zrna jsou kulovitá, krychlová nebo dodekahedrální, o průměru 65 - 130 μm a jsou špičatá nebo zesítěná.

Některé druhy mají na základně stylu nektary. Styl je jednoduchý, dutý, obvykle zelený nebo žlutý, i když někdy je růžový, červený nebo oranžový. Stigma se objevuje nad prašníky a uprostřed květu. Každé prvotní primordium se skládá z jádra, embryového vaku, celých čísel a mikropyle.

Ovoce

Plody Opuntia jsou jedovaté a polyspermické. Existují tři druhy ovoce: masité (obsahují semena s dužinou a tenkou skořápkou), sušené ovoce (semena s téměř žádnou dužinou a tenkou skořápkou) a xokostové plody (semena s malou dužinou a silnou kyselou skořápkou).

U masitých plodů, když zrají kůži, zhoustnou, se hlízy díky turgoru tkáně stanou nepostřehnutelné a povrch zbarví. 90% buničiny je tvořeno parenchymálními buňkami pocházejícími z dorzální části epidermis krytiny lanovky a zbývajících 10% je tkáň lanovky.

Zdroj: pixabay.com

U O. ficus-indica má nezralá zelená kůra stomatální a fotosyntetickou aktivitu, což přispívá k růstu ovoce 8 až 10%. Plody ovoce mají vždy glochidy a mohou mít trny nebo chloupky, které mohou pocházet z fáze květu.

Semena

Růst a zrání semen nastává 30 až 70 dní po anthezi. Semeno Opuntia je malé a vejčité nebo ve tvaru čočky. Průměrné osivo může být 0,45 cm dlouhé, 0,35 široké a 0,16 cm silné.

Semena opuncie vykazují dormanci, která je spojena s nepropustností integumentu a kalením lanovky.

Taxonomie

Rod Opuntia popsal Miller v roce 1754 následovně:

- Království: Plantae.

- Superphylum: Embryophyta.

- Phylum Tracheophyta.

- Třída: Spermatopsida.

- Pořadí: Caryophyllales.

- Rodina: Cactaceae.

- podčeleď: Opuntioideae.

- Žánr: Opuntia P. Miller (1754).

Reprodukce

Sexuální reprodukce

Ovoce a vegetativní části, jako jsou ostnaté kladivo, úzce souvisí s rozptylem jejich semen a vysokým a účinným vegetativním šířením zvířat.

Vegetativní množení se zdá být účinnější než sexuální reprodukce. Obě reprodukce (vegetativní i sexuální) však pravděpodobně přispěly k ekologii a evolučnímu úspěchu tohoto rodu.

Anthesis

Reprodukční biologie masitých plodů druhu Opuntia souvisí s anthézou. V tomto smyslu vyžaduje vývoj květin 21 až 47 dní a lze jej prodloužit na 75 dní.

Na severní polokouli dochází k anthezi od května do července a na jižní polokouli od února do srpna. V nopales, kvetení obvykle trvá mezi 6 a 12 hodin, a pokud to začne pozdě, je dokončena další den.

Ve vztahu k reprodukci Nopalu byl popsán syndrom včelích květů. Odtud je známo, že květinová struktura usnadnila opylení těmito hmyzy, což je pozice stylu, který vyčnívá z tyčinek, a velká velikost nektaru.

V tomto smyslu jsou stigmatické laloky a samotná stigma lepkavé a také usnadňují přilnutí jiného hmyzu, který slouží jako dispergátory pro pyl.

Zdroj: pixabay.com

Pokud jde o květiny, neexistuje žádný důkaz vůně Opuntie; u plodů O. ficus-indica však bylo stanoveno více než 17 těkavých sloučenin souvisejících s jeho aroma.

Pollinators

Návštěvníci květů Opuntie jsou různí, nejpočetnější skupinou jsou hymenopterany (84 druhů a 19 identifikovaných pouze do rodu), dále Coleoptera (11 druhů, 11 rodů), dva druhy Lepidopteran a až 10 druhů ptáků..

Tyto údaje se mohou zvýšit podle databází provedených vyšetřování, kromě skutečnosti, že opylující opylovače byly určeny pouze pro část druhu tohoto rodu (přibližně 19).

Druh včel, které navštěvují Opuntii, se během období květu liší. Například na Vysočině San Luis de Potosí a Zacatecas zahrnují kontinuální a hojné druhy, kontinuální a vzácné druhy, vzácné druhy přítomné na krátkou dobu na konci sezóny a příležitostné druhy.

Charakteristika tohoto hmyzu

Aby se hostující hmyz stal opylovačem, je třeba, aby:

1. Že hmyz je spotřebitelem pylu a nektaru a že nejméně 50% pylu, který nosí, je Opuntial.
2. Musí sestoupit na stigma.
3. Čas strávený na květině by měl být relativně krátký.
4. Musí létat z květu na květ.
5. Měření přibližně 1,4 cm dlouhé.

Navíc se v Opuntii vyskytuje apomixis. Apomixis je produkce semen bez předchozího oplodnění. U tohoto rodu rostlin je vývoj náhodných embryí z nucelulární tkáně velmi častý.

Vegetativní množení

Tento druh reprodukce se v Opuntii vyskytuje často. Ve skutečnosti se některé druhy reprodukují hlavně tímto způsobem (O. fragilis, O. polyacantha, O. strigil a O. trichophora).

Zdroj: pixabay.com

Některé studie hodnotily důležitost reprodukce a množení v růstu populace. Vysoká frekvence vegetativního množení může zachovat určité genetické vlastnosti.

Výživa

Opuntioidní kaktusy jsou kultivovatelnými druhy ve vyprahlých zónách, zejména díky jejich vysoké účinnosti při přeměně vody na biomasu. Z tohoto důvodu jsou považovány za ideální plodinu pro vyprahlé režimy.

Úspěšně domestikované plodiny, jako je O. ficus-indica, hrají v ekonomice zásadní roli. Pichlavé hrušky jsou vysoce komerčně dostupné po celém světě. Proto je kultivace Nopalu stejně důležitá jako kultivace agáve pro tequilu v zemědělské ekonomice Mexika.

Kaktus opuntia dosahuje vysoké produktivity, ale pouze při správném oplodnění. Průměrné hnojení je 0,9% N, 0,16% P, 2,58% K a 2,35% Ca, pro roční produktivitu 20 tun na hektar ročně, s přihlédnutím k dalším makrům a mikroživinám.

Pichlavé hrušky se používají jako krmivo pro pícniny a jako doplněk výživy zvířat.

Léčivé vlastnosti

Nopal má léčivé vlastnosti odvozené od jeho plodů a kladiv. Tyto kaktusy jsou důležitým zdrojem bioaktivních látek a chemických složek, které zvyšují hodnotu kaktusu jako produktu.

Kaktusy mají vysokou antioxidační aktivitu, mají vitamín C, flavonoidy a betalainy. Několik studií navíc ukazuje, že jak ovoce, tak i kladiny mají vysokou hladinu živin, minerálů a vitamínů.

Zdroj: pixabay.com

Nedávné studie ukazují, že kaktus Opuntia inhibuje karcinogenezi v kulturách buněčných linií in vitro a in vivo.

Obecně má Nopal léčivou funkci při léčbě vředů, antiobezity, protizánětlivých, hojivých, antivirových, redukce cholesterolu, protinádorových, neuroprotektivních a hypoglykémie.

Reprezentativní druh

Nejreprezentativnějším druhem Opuntie je O. ficus-indica. Kromě toho existuje další, který byl docela studován jako: O. basilaris, O. chlorotica, O. fragilis, O. macrocentra, O. stricta, O. polyacantha, O. phaeacantha, O. aciculata, O. azurea a O lindheimeri.

Reference

1. Griffith, MP 2004. Původ důležité kaktusové plodiny, Opuntia Ficus-indica (Cactaceae): Nový molekulární důkaz. American Journal of Botanany 91 (11): 1915-1921.
2. AO. 2017. Ekologie plodin, pěstování a využití kaktusových hrušek. 224 str.
3. Reyes-Agüero, JA, Aguirre, JR, Valiente-Banuet, A. 2005. Reprodukční biologie Opuntie: přehled. Journal of Arid Environments 64: 549-585.
4. Taxonomicon (2004-2019). Taxon: Rod Opuntia P. Miller (1754). Převzato z: taxonomicon.taxonomy.nl
5. Aruwa, Ch., Amoo, S., Kudanga, T. 2018. Rostlinné sloučeniny rostlin Opuntia (Cactaceae), biologické aktivity a vyhlídky - komplexní přehled. Food Research International 112: 328-344.