by Silent Jay on 02/09/2015 | Anbau

Die Cannabis-Familie – eine Einführung in die Phylogenetik

Nach dem integrierten taxonomischen Informationssystem (engl.: "Integrated Taxonomic Information System") (ITIS), gehört die Art Cannabis sativa L. zur Gattung Cannabis, die zur Familie der Hanfgewächse gehört. Die Familie der Hanfgewächse, zusammen mit drei anderen Familien, bildet die (informelle) Unterordnung Urticales Rosiden, die zur Ordnung Rosales zählt. Zusammen mit den Urticales Rosiden, gehören weitere fünf Familien zur Ordnung Rosales. Dazu zählen Rosaceae (Rose) und Rhamnaceae (Kreuzdorngewächse).


Die Aufgabe der Kategorisierung und Katalogisierung von Milliarden von Pflanzenarten, die seit Anbeginn des Lebens auf unserem Planeten existiert haben, ist groß und sehr komplex. Vor der Entwicklung von Gentests war die Einordnung anhand der wahrgenommenen Gemeinsamkeiten der einzige Weg, eine Pflanze dem richtigen Taxon zuzuordnen. Da wir nun die Erforschung der Phylogenetik (evolutionäre Beziehungen zwischen Organismengruppen) entwickelt haben, besteht eine gewisse Grundlage zur Klassifizierung von Pflanzen entsprechend ihrer genetischen Gemeinsamkeiten, jedoch stellt diese keinen problemlosen Ansatz für eine derart komplexe Aufgabe dar.

Cannabis im kladistischen System

Jedoch können wir zumindest damit beginnen, Pflanzen nach einem kladistischen System einzuordnen, in dem jede Klade (Zweig) des phylogenetischen Baums monophyletisch ist oder alle Nachkommen eines einzelnen gemeinsamen Vorfahrens umfasst. Nach dem integrierten taxonomischen Informationssystem (engl.: „Integrated Taxonomic Information System“) (ITIS), gehört die Art Cannabis sativa L. zur Gattung Cannabis, die zur Familie der Hanfgewächse gehört. Die Familie der Hanfgewächse, zusammen mit drei anderen Familien, bildet die (informelle) Unterordnung Urticales Rosiden, die zur Ordnung Rosales zählt. Zusammen mit den Urticales Rosiden, gehören weitere fünf Familien zur Ordnung Rosales. Dazu zählen Rosaceae (Rose) und Rhamnaceae (Kreuzdorngewächse).

Die komplexe und verwirrende Welt der Pflanzentaxonomie

Phylogenetischer Cannabisbaum, von der Klasse (Eudikotyledonen) bis zur Ordnung (Rosiden)


Die Ordnung Rosales gehört zur informellen Unterklasse (oder Überordnung) Rosanae (oder Rosidae), eine große Klade, die fast ein Viertel aller Blütenpflanzen umfasst. Die „Rosiden“ gehören zu den Magnoliopsida oder zur Klasse der Eudikotyledonen, die zum Unterstamm der Angiospermen (Bedecktsamer) gehört, die wiederum zur Untergruppe der Spermatophytina (Samenpflanzen) des Stamms der Tracheophyta des Infrareiches der Streptophyta oder Embryophyta (Landpflanzen) des Unterreichs der Viridiplantae (Grünpflanzen) gehört.

Der Stamm Viridiplantae besteht aus Grünalgen sowie allen Landpflanzen. Zusammen mit den Stämmen von Rhodophyta (Rotalgen) und Glaucocystaceae (Süßwassermikroalgen) bildet er das Reich Archaeplastida, das auch als Plantae sensu lato bekannt ist und sich auf „Pflanzen im weiteren Sinne“ bezieht. Die Frage, ob Archaeplastida tatsächlich eine höhere Klade innerhalb der Reiche von Viridiplantae etc. ist, ist etwas umstritten.

Merkmale der verschiedenen Taxa

Alle Archaeplastida weisen Chloroplasten auf, die Photosynthese zur Energiegewinnung einsetzen. Außerdem haben die Zellen der Archaeplastida Wände, die in der Regel aus Zellulose bestehen. Viridiplantae unterscheiden sich von anderen Stämmen in der Klade der Archaeplastida, in der sie sowohl Chlorophyll a als auch b produzieren, welches ihnen ihre übliche grüne Farbe verleiht. Rhodophyta und Glaucocystaceae produzieren nur Chlorophyll a. Embryophyta umfassen alle Landpflanzen und es wird angenommen, dass sie sich von den Grünalgen vor rund 540 Mio. Jahren abgespalten haben.

Tracheophyta oder Gefäßpflanzen enthalten Fasergewebe zur Leitung von Wasser und Mineralien. Zu ihnen zählen Moose, Farne und Blütenpflanzen. Spermatophytina sind Gefäßpflanzen die Samen bilden. Sie haben sich vermutlich von den Nicht-Samenpflanzen vor rund 319 Mio. Jahren abgespalten. Angiospermen werden somit aufgrund ihres gemeinsamen Merkmals, dem in schützenden Strukturen eingeschlossenen Samen, klassifiziert. Sie tragen alle Blüten, die später die samenhaltige Frucht bilden. Sie wurden in rund 192 Mio. Jahre alten Fossilien gefunden. Eudikotyledonen sind Angiospermen, die zwei embryonale Blätter ausbilden, im Gegensatz zu Monokotyledonen, die nur eins bilden. Eudikotyledonen weisen ein charakteristisches Dreirillenmuster auf dem Pollenkorn auf.

Die Überordnung Rosidae und die Familie Rosaceae

Die Rosidae sind vermutlich vor 108-117 Mio. Jahren entstanden und sind in der Regel durch ihre prächtigen Blüten gekennzeichnet. Die Urticales Rosiden bilden deutliche Ausnahmen von dieser Regel. Die Forschung hat gezeigt, dass die jüngeren evolutionären Abspaltungen mit zunehmender Windbestäubung zu keiner Pracht tendierten. Die Ordnung Rosales umfasst eine große Vielzahl an immergrünen Bäumen und Laubbäumen, Sträuchern, Kletterpflanzen und Kräutern. Beispielsweise enthält die Familie Rosaceae eine unglaubliche Vielzahl an wichtigen Arten, zu denen Pfirsich, Apfel, Erdbeere, Mandel und natürlich die Rose zählen.

Phylogenetischer Cannabisbaum, von der Klasse bis zur Unterordnung

Die relativ jungen Urticales Rosiden

Aufgrund der Annahme, dass die Urticales Rosiden relativ neue Ableger des phylogenetischen Baums sind, sind sie durch ihre oft unauffälligen und meist eingeschlechtlichen Blüten gekennzeichnet (obwohl Ulmenblüten für gewöhnlich zweigeschlechtlich sind). Neben den Hanfgewächsen umfassen die Urticales die Familien Urticaceae (Brennnesselgewächse), Ulmaceae (Ulmengewächse) und Moraceae (Maulbeer- oder Feigengewächse). Männliche Blüten sind unauffällig und enthalten keine Blütenblätter, nur Kelchblätter. Weibliche Fruchtknoten enthalten eine einzelne Samenanlage und bilden einen einzigen Samen.

Urticales Rosiden zeigen große Unterschiede in der Morphologie und Biogeographie und haben einige markante Anpassungen entwickelt. Pflanzen werden in der Regel vom Wind bestäubt, obwohl mehrere Mitglieder der Familie der Moraceae durch Insekten bestäubt werden. Mehrere Arten innerhalb der Familie der Brennesselgewächse haben die einzigartige Fähigkeit, explosionsartig Pollen im Wind zu verteilen. Die Früchte können harte, trockene Achäne sein, wie bei Cannabis, fleischige Steinfrüchte, wie beim Zürgelbaum, fleischige Fruchtstände, wie sie nur bei Feigen vorkommen oder Clusterverbindungen wie sie in der Maulbeere zu finden sind. Interessanterweise wird von mehreren Maulbeerarten angenommen, dass sie leichte halluzinogene Eigenschaften besitzen und hochwertige Fasern aus der Rinde gewonnen werden können.

Die verwirrende Einordnung der Familie der Hanfgewächse

Die Blätter- und Blütenstruktur des Humulus (Hopfen) ähnelt der des Cannabis

Die etwa 170 Mitglieder der Familie der Hanfgewächse haben wenige Merkmale, die sich von den Urticales als Ganzes unterscheiden. DNA hat bewiesen, dass alle miteinander verwandt sind, und Humulus (Hopfen) und Cannabis teilen offensichtliche Gemeinsamkeiten hinsichtlich der Blumenstruktur. Beide enthalten Terpenoide, die für ihren ähnlichen Duft verantwortlich sind, jedoch ist Humulus eine Ranke (Kletterpflanze) und Cannabis ein Kraut. Die Gattung der Celtis (Zürgelbaum) ist relativ unähnlich: Celtis-Arten sind in der Regel große Laubbäume mit einfachen Blättern, im Gegensatz zu den handförmig angeordneten Blättern, wie beim Humulus und Cannabis. Celtis-Bäume sind in der Regel nicht zweihäusig. Obwohl die Blüten für gewöhnlich eingeschlechtlich sind, befinden sie sich auf derselben Pflanze.

Trotz der vielen Unterschiede haben die männlichen Blüten vieler Celtis-Arten eine auffallende Ähnlichkeit mit denen von Cannabis. Weitere Gemeinsamkeiten zwischen den Mitgliedern der Familie der Hanfgewächse umfassen Blätter mit Nebenblättern (bei Cannabis sind die Nebenblätter die beiden kleinen Triebe an der Basis eines jeden Blattes) und Zystolithen oder vergrößerte Blattzellen, die Kristalle aus Calciumcarbonat enthalten.

Kommen Cannabinoide nur bei Cannabis vor?

Männliche Blüten des Celtis timorensis

Die Gattung Cannabis ist offenbar einzigartig für ihren Cannabinoidgehalt innerhalb der Familie der Hanfgewächse. Es gibt Hinweise darauf, dass cannabinoidähnliche Verbindungen bei anderen Pflanzenarten vorkommen, insbesondere bei Echinacea, die ein Mitglied der Unterklasse der Asteriden ist, und sich daher seit Millionen von Jahren unabhängig vom Cannabis entwickelt haben muss. Dies kann bedeuten, dass ein Proto-Cannabinoid-System in einem gemeinsamen Vorfahren beider Pflanzen vor der Abspaltung der Kladen (Rosiden von Asteriden) vor rund 126 Mio. Jahren existiert hat.

Angesichts der großen Unwahrscheinlichkeit, dass plötzlich eine neue Pflanzenart mit einem voll funktionsfähigen Pflanzencannabinoid-System entsteht, scheint die allmähliche Entwicklung von komplexen Cannabinoid-Systemen aus rudimentäreren Entwicklungslinien, die einzige plausible Erklärung zu sein. Spuren früher Hanfarten wurden in Fossilien der Kreidezeit gefunden, die bis zu 93,5 Mio. Jahre alt sind, jedoch gibt es keine konkreten Beweise dafür, wann sich die Gattung Cannabis abgespalten hat. Die Tatsache, dass keine der verwandten Cannabispflanzen Hinweise auf ein Cannabinoid-System zeigt ist überraschend, jedoch könnten bei weiterführender Forschung mehr cannabinoidhaltige Pflanzen entdeckt werden, welche eine weitere Umstrukturierung des komplexen und verwirrenden Systems der Klassifizierung der Pflanzen erforderlich machen könnte.

Kommentar Abschnitt

Haben Sie eine Meinung dazu? Lassen Sie es uns mit einem Kommentar wissen.

Hinterlassen Sie einen Kommentar

Bitte geben Sie einen Namen ein
Hoppla, sieht so aus als hätten Sie etwas vergessen.
Read More
Read More
Read More