NOPAL: CARACTÉRISTIQUES, REPRODUCTION, NUTRITION, PROPRIÉTÉS - LA BIOLOGIE - 2025

Le nopal (Opuntia) est un genre de cactus dont les espèces sont utilisées depuis plus de 100 ans par les habitants du Mexique, de la frontière États-Unis-Mexique et des États-Unis. Ces cactus sont également connus sous le nom de thons, et ce sont des plantes à usage ornemental.

Opuntia est le genre le plus diversifié et le plus répandu en Amérique. Dans le monde, environ 1600 espèces sont connues. Ce genre est fortement associé à la pollinisation par les abeilles et co-évolué avec au moins deux genres de ces insectes.

Nopal aux fruits. XHUANX

Des exemples spectaculaires d'associations formées par ces cactus connus sous le nom de nopaleras peuvent être vus dans la nature. Les nopaleras consistent en le regroupement par nature de cactus de divers genres. Au sein de ces groupements, il peut y avoir environ 144 variantes du genre Opuntia.

Les fleurs et les fruits du Nopal sont étroitement associés à la pollinisation et à la dispersion des graines par les animaux. La reproduction sexuée et la multiplication végétative par fragmentation sont courantes et expliquent le succès reproducteur du genre Opuntia.

Ce cactus a été étudié pour ses propriétés hypoglycémiques, et son utilisation potentielle pour le traitement du diabète de type 2.

Origine du nopal

Le Mexique est le centre de diversité le plus important avec 669 espèces et 244 sous-espèces d'Opuntia. En fait, le Nopal fait partie des personnages qui apparaissent sur son drapeau.

Source: pixabay.com

Plus précisément, le genre Opuntia est originaire du centre du Mexique et de là, il a été dispersé en Amérique du Nord, en Amérique centrale et dans les Caraïbes, et peut-être en Amérique du Sud à l'époque précolombienne. De là, les touristes ont transporté le Nopal du Mexique ou des pays voisins vers l'Europe et le reste du monde.

caractéristiques

Biens

Les racines des cactus en général reçoivent peu d'attention. Ils se développent lorsque les aréoles entrent en contact avec le sol. Ces types de racines diffèrent des autres plantes car elles développent des caractéristiques xéromorphes qui permettent à la plante de survivre dans des conditions de sécheresse. Ces racines peuvent contribuer à la tolérance à la sécheresse de différentes manières:

1. Restriction de la surface racinaire et diminution de sa perméabilité à l'eau, tandis que les racines fines sont recouvertes d'une couche plus ou moins imperméable à l'eau, ou ont également une couche de cicatrisation pour éviter la perte d'eau dans le sol sec.
2. Absorption rapide de la petite quantité d'eau fournie par les pluies légères, par la formation de «racines de pluie» qui se développent quelques heures après avoir reçu les gouttes d'eau, et qui disparaissent lorsque le sol sèche.
3. Diminution de la transpiration dans les tiges en raison du potentiel hydrique élevé des racines.

Cladodio (tige)

Les cladodes sont les tiges modifiées à fonction foliaire. Ces tiges ont de petites pousses appelées aréoles qui ont des poils et des épines. Les cladodes sont des tiges succulentes à écorce verte et à fonction photosynthétique. Ils sont oblongs, de forme spatule-oblongue, d'environ 30 à 40 cm de long, parfois jusqu'à 80 cm et 18-25 cm de large.

Les aréoles présentes dans les cladodes produisent, en plus des épines, de petites épines courtes comme des poils appelés glochides. Les stomates sont abondants et présents sur toute la surface des tiges et sont uniformément répartis.

Source: pixabay.com

L'épiderme des cladodes a plusieurs fonctions telles que la régulation du mouvement du dioxyde de carbone dans la plante sous forme d'oxygène hors de la plante, la rétention de l'eau dans le corps de la plante et la protection de la plante contre les champignons, les insectes et la lumière. solaire intense.

Les cactacées ont un métabolisme CAM (métabolisme acide des crassulacées) et sont généralement considérées comme résistantes à la sécheresse car elles stockent de grandes quantités d'eau dans leurs tiges.

Les épines

Par conséquent, la présence d'épines est une caractéristique particulière des cactus. Les épines se développent à partir des aréoles et deux types d'épines peuvent être distingués (épines et poils, ces derniers mieux connus sous le nom de glochides).

Les épines sont des feuilles modifiées pour éviter la perte d'eau et servent de défense contre les prédateurs. Ils sont d'une grande importance en tant que caractère morphologique avec un potentiel taxonomique.

Fleurs et boutons floraux

Contrairement aux autres cactus, dans le nopal, les nouveaux cladodes (nopalitos) et les boutons floraux poussent à partir des méristèmes aréolaires. Ceux-ci peuvent déjà produire une fleur ou un cactus. Une fois produit, le méristème ne refait pas ce processus.

En outre, l'acide gibbérellique phytohormone a été étudié pour favoriser le développement des boutons floraux et l'acide indole-butyrique stimule la croissance végétative des bourgeons. De cette manière, une production florale élevée réduit la production de nopalitos, et vice versa. La production de fleurs et de nopalitos peut varier d'une année à l'autre tout au long de la vie du nopal.

Source: pixabay.com

Dans les régions subtropicales, les boutons floraux d'Opuntia commencent lorsque la température moyenne mensuelle dépasse 16 ° C. C'est en mars-avril dans l'hémisphère nord et en septembre-octobre dans l'hémisphère sud. La période florale oscille entre 3 et 5 semaines chez certaines espèces comme O. ficus-indica, et jusqu'à 25 semaines chez O. joconostle.

Morphologie florale

L'axe floral montre de sa base vers le haut, un pédicelle qui relie la fleur au cladode, ainsi que le péricarpe qui entoure l'ovaire inférieur et le réceptacle qui contient le périanthe, l'androcée et le gynécée. Certaines espèces ont 24 tépales (O. polyacantha) et d'autres 19 (O. phaeacantha)

Les fleurs d'Opuntia sont généralement jaunes, mais se trouvent également en orange, rose, violet, rouge, blanc ou moucheté. Les fleurs hermaphrodites sont les plus courantes. En outre, ils possèdent de nombreuses étamines, par exemple 265 dans O. polyacantha, 358 dans O. phaeacantha, 450 dans O. viridirubra et 598 dans O. brunneogemmia. Ces étamines sont normalement jaunes ou vertes avec un style circulaire ou en spirale.

Source: pixabay.com

Les grains de pollen sont sphériques, cubiques ou dodécaédriques, de 65 à 130 μm de diamètre, et pointus ou réticulés.

Certaines espèces ont des nectaires à la base du style. Le style est simple, creux, généralement vert ou jaune, bien qu'il soit parfois rose, rouge ou orange. Le stigmate apparaît au-dessus des anthères et au centre de la fleur. Chaque primordium séminal est constitué de la nucelle, du sac embryonnaire, des téguments et du micropyle.

Fruit

Les fruits d'Opuntia sont uniloculaires et polyspermiques. Il existe trois types de fruits: charnus (ils contiennent des graines avec de la pulpe autour et une coquille fine), des fruits secs (des graines presque sans pulpe et une coquille mince) et des fruits de xoconostle (des graines avec peu de pulpe et une coquille épaisse et acide).

Dans les fruits charnus, lorsqu'ils mûrissent, la peau s'épaissit, les tubercules deviennent imperceptibles en raison de la turgescence des tissus et la surface se colore. 90% de la pulpe est constituée de cellules parenchymateuses provenant de la partie dorsale de l'épiderme du revêtement funiculaire et les 10% restants sont du tissu funiculaire.

Source: pixabay.com

Chez O. ficus-indica, la peau verte non mûre a une activité stomatique et photosynthétique, contribuant de 8 à 10% à la croissance des fruits. Les aréoles des fruits ont toujours des glochides et peuvent avoir des épines ou des poils, qui peuvent être du stade de la fleur.

Des graines

La croissance et la maturation des graines ont lieu 30 à 70 jours après l'anthèse. La graine d'Opuntia est petite et ovoïde ou en forme de lentille. Une graine moyenne peut mesurer 0,45 cm de long, 0,35 de large et 0,16 cm d'épaisseur.

Les graines de figue de barbarie présentent une dormance, qui est associée à l'imperméabilité du tégument et au durcissement funiculaire.

Taxonomie

Le genre Opuntia a été décrit par Miller en 1754, comme suit:

- Royaume: Plantae.

- Superphylum: Embryophyta.

- Phylum Tracheophyta.

- Classe: Spermatopsida.

- Ordre: Caryophyllales.

- Famille: Cactaceae.

- Sous-famille: Opuntioideae.

- Genre: Opuntia P. Miller (1754).

la reproduction

Reproduction sexuée

Les fruits et les parties végétatives, comme les cladodes épineux, sont étroitement liés à la dispersion de leurs graines et à la dissémination végétative élevée et efficace par les animaux.

La multiplication végétative semble être plus efficace que la reproduction sexuée. Cependant, les deux reproductions (végétative et sexuelle) ont peut-être contribué à l'écologie et au succès évolutif de ce genre.

Anthèse

La biologie de la reproduction des espèces de fruits charnus Opuntia est liée à l'anthèse. En ce sens, le développement des fleurs nécessite 21 à 47 jours et peut être prolongé jusqu'à 75 jours.

Dans l'hémisphère nord, l'anthèse se produit entre mai et juillet, et dans l'hémisphère sud, elle se produit entre février et août. Chez les nopales, la floraison dure généralement entre 6 et 12 heures, et si elle commence tard, elle s'achève le lendemain.

En ce qui concerne la reproduction du Nopal, le syndrome de la fleur d'abeille a été décrit. De là, on sait que la structure florale a facilité la pollinisation par ces insectes, étant ainsi la position du style qui dépasse des étamines, et une grande taille du nectaire.

En ce sens, les lobes de la stigmatisation et la stigmatisation elle-même sont collantes et facilitent également l'adhésion d'autres insectes, qui servent de disperseurs pour le pollen.

Source: pixabay.com

En ce qui concerne les fleurs, il n'y a aucune preuve du parfum d'Opuntia; cependant, plus de 17 composés volatils liés à son arôme ont été déterminés dans les fruits d'O. ficus-indica.

Pollinisateurs

Les visiteurs des fleurs d'Opuntia sont variés, le groupe le plus abondant étant les Hyménoptères (84 espèces, et 19 identifiées uniquement jusqu'au genre), suivis des Coléoptères (11 espèces, 11 genres), deux espèces de lépidoptères et jusqu'à 10 espèces d'oiseaux..

Ces chiffres peuvent augmenter selon les bases de données des enquêtes qui ont été menées, outre le fait que les pollinisateurs d'Opuntia n'ont été déterminés que pour une partie des espèces de ce genre (environ 19).

Pour sa part, les espèces d'abeilles qui visitent Opuntia varient au cours de la période de floraison. Par exemple, dans les hauts plateaux de San Luis de Potosí et Zacatecas, ils comprennent des espèces continues et abondantes, des espèces continues et rares, des espèces rares présentes pendant une courte période à la fin de la saison et des espèces occasionnelles.

Caractéristiques de ces insectes

Ainsi, pour qu'un insecte visiteur devienne un pollinisateur Opuntia, il est nécessaire que:

1. Que l'insecte est un consommateur de pollen et de nectar, et qu'au moins 50% du pollen qu'il transporte est Opuntial.
2. Il doit descendre sur la stigmatisation.
3. Le temps que vous passez sur la fleur doit être relativement court.
4. Il doit voler de fleur en fleur.
5. Mesure environ 1,4 cm de long.

De plus, l'apomixie se produit fréquemment à Opuntia. L'apomixie est la production de graines sans fertilisation préalable. Dans ce genre végétal, le développement d'embryons adventifs à partir du tissu nucellaire est très courant.

Multiplication végétative

Ce type de reproduction se produit fréquemment à Opuntia. En fait, certaines espèces se reproduisent principalement de cette manière (O. fragilis, O. polyacantha, O. strigil et O. trichophora).

Source: pixabay.com

Certaines études ont évalué l'importance de la reproduction et de la multiplication dans la croissance démographique. La fréquence élevée de multiplication végétative peut préserver certaines caractéristiques génétiques.

Nutrition

Les cactus opuntioïdes sont des espèces cultivables dans les zones arides, notamment en raison de leur grande efficacité dans la conversion de l'eau en biomasse. Pour cette raison, ils sont reconnus comme une culture idéale pour les régimes arides.

Les cultures domestiquées avec succès telles que O. ficus-indica jouent un rôle fondamental dans l'économie. Les figues de Barbarie sont très commercialisées dans le monde entier. C'est pourquoi la culture du Nopal est aussi importante que la culture de l'agave l'est pour la tequila dans l'économie agricole du Mexique.

Le cactus opuntia atteint une productivité élevée, mais uniquement avec une fertilisation appropriée. La fertilisation moyenne est de 0,9% N, 0,16% P, 2,58% K et 2,35% Ca, pour une productivité annuelle de 20 tonnes par hectare et par an, compte tenu des autres macros et micronutriments.

Les figues de Barbarie sont utilisées comme fourrage et comme complément alimentaire pour les animaux.

Propriétés médicales

Le Nopal a des propriétés médicinales dérivées de ses fruits et cladodes. Ces cactus sont une source importante de substances bioactives et de constituants chimiques qui augmentent la valeur du cactus en tant que produit.

Les cactus ont une activité antioxydante élevée, ils contiennent de la vitamine C, des flavonoïdes et des bétalaïnes. En outre, plusieurs études indiquent que les fruits et les cladodes ont un niveau élevé de nutriments, de minéraux et de vitamines.

Source: pixabay.com

Des études récentes montrent le potentiel du cactus Opuntia à inhiber la carcinogenèse dans des cultures de lignées cellulaires in vitro et in vivo.

En général, le Nopal a une fonction médicinale dans le traitement des ulcères, anti-obésité, anti-inflammatoire, cicatrisant, antiviral, réduction du cholestérol, anti-cancer, neuroprotecteur et hypoglycémie.

Espèces représentatives

L'espèce la plus représentative d'Opuntia est O. ficus-indica. En plus de cela, il y en a un autre qui a été beaucoup étudié comme: O. basilaris, O. chlorotica, O. fragilis, O. macrocentra, O. stricta, O. polyacantha, O. phaeacantha, O. aciculata, O. azurea et O lindheimeri.

Références

1. Griffith, MP 2004. Les origines d'une importante culture de cactus, Opuntia Ficus-indica (Cactaceae): Nouvelle preuve moléculaire. American Journal of Botany 91 (11): 1915-1921.
2. AO. 2017. Écologie des cultures, culture et utilisations du poirier cactus. 224 p.
3. Reyes-Agüero, JA, Aguirre, JR, Valiente-Banuet, A. 2005. Biologie de la reproduction d'Opuntia: une revue. Journal of Arid Environments 64: 549-585.
4. Le taxonomicon (2004-2019). Taxon: Genre Opuntia P. Miller (1754). Tiré de: taxonomicon.taxonomy.nl
5. Aruwa, Ch., Amoo, S., Kudanga, T. 2018. Composés végétaux d'Opuntia (Cactaceae), activités biologiques et perspectives - Un examen complet. Food Research International 112: 328-344.