Die Evolution von Cannabis sativa & der Cannabis-Vorfahr

Es gibt vieles, was wir über die Evolution von Cannabis nicht wissen. So können wir etwa nicht mit Sicherheit sagen, ob es sich bei dem heutigen Cannabis um eine oder mehrere Arten handelt. Wofür stehen sativa und indica? Wir suchen weiterhin nach Antworten auf diese Fragen und ein besseres Verständnis der Vergangenheit könnte uns dabei helfen.

Die Wissenschaft ist sich ziemlich sicher, dass die Gattung Cannabis ihren Ursprung irgendwo in Zentralasien hatte, bevor sie sich auf dem ganzen Planeten ausbreitete und diversifizierte. Man geht davon aus, dass der Mensch am Ende der letzten Eiszeit auf Cannabis stieß, also vor knapp 12.000 Jahren.

Davor wird das Bild etwas unklarer. In diesem Artikel wollen wir unter die Lupe nehmen, was wir über die Evolution von Cannabis wissen – und setzen dazu ganz am Anfang an.

Die Evolution der Pflanzen an Land

Es wird angenommen, dass die Divergenz in Pflanzen, Tiere und Pilze vor etwa 1,6 Milliarden Jahren stattgefunden hat. Damals waren die Vertreter jeder Art einfache, aquatische Organismen wie Algen und Amöben.

Vor etwa 500 Millionen Jahren entwickelten sich Landpflanzen aus Algenmatten, die sich so angepasst hatten, dass sie Gestein kolonisieren konnten. Zuerst waren diese Landpflanzen einfache Moose, ohne richtige Wurzeln, Blätter oder Samen. Im Laufe der Zeit trug die Zersetzung dieser frühen Pflanzen zur Entwicklung von Böden bei, die in der Lage waren, komplexere Organismen zu versorgen. Vor etwa 350 Millionen Jahren bedeckten Farn- und Nadelwälder (Gymnospermen oder Nacktsamer) große Landstriche.

Blühende Pflanzen (Angiospermen oder Bedecktsamer) wie Cannabis sind die jüngsten der vier Hauptgruppen der Landpflanzen. Sie sollen in der Kreidezeit vor etwa 130 Millionen Jahren entstanden  sein – damals teilten sie sich die Erde mit dem Tyrannosaurus Rex und dem Triceratops. Der Stegosaurus und der Diplodocus waren da bereits längst ausgestorben!

Seitdem haben sich die Angiospermen in über 300.000 verschiedene Arten diversifiziert und stellt somit die mit Abstand vielfältigste und reichhaltigste Gruppe dar. Nahezu jede Kulturpflanze, die in der Landwirtschaft angebaut wird, ist ein Bedecktsamer.

Wann entstand die Cannabaceae-Familie?

Basierend auf Gentests und Vergleichen mit verwandten Pflanzengruppen wie der Moraceae (Maulbeergewächse) wird angenommen, dass sich die Cannabaceae-Familie, die nach ihrem berühmtesten Mitglied Cannabis benannt ist, vor etwa 60 Millionen Jahren entwickelt hat. In dem großartigen Buch Cannabis: Evolution and Ethnobotany (Robert C. Clarke und Mark D. Merlin, 2013) steht, dass die Divergenz von Cannabis zuerst stattfand und die Divergenz von Humulus (die Hopfen-Familie) vor rund 22 Millionen Jahren folgte. Von dem Unternehmen GW Pharmaceuticals durchgeführte Forschungsarbeiten deuten allerdings darauf hin, dass Cannabis und Humulus sich bereits vor 28 Millionen Jahren auseinanderentwickelten.

Fossilien von Blättern, die stark an modernes Cannabis erinnern und laut Datierung etwa 38 Millionen Jahre alt sind, sollen in Zentralkasachstan gefunden worden sein, was darauf hinweist, dass die Divergenz von Cannabis noch früher stattgefunden haben muss. Zweifellos werden künftige Genstudien weitere Erkenntnisse bringen.

Wie sahen also die unmittelbaren Vorfahren der Cannabispflanze aus? Obwohl uns nicht viele Anhaltspunkte vorliegen, können wir uns die Merkmale ihrer engsten modernen Verwandten ansehen, um uns ein grobes Bild zu machen.

Fünf Gemeinsamkeiten von Cannabis und Hopfen

Von allen Arten, die heute auf unserem Planeten existieren, wird angenommen, dass Cannabis am engsten mit Hopfen verwandt ist. Cannabis ist das einzige Mitglied seiner Gattung, die ebenfalls Cannabis genannt wird. Es gibt drei Hopfenarten, die die einzigen Arten in der Gattung Humulus sind. Cannabis und Humulus haben mehrere Gemeinsamkeiten:

  1. Die Erzeugung von Harz, das Terpene wie Myrcen und Humulen in großen Mengen enthält – die beiden mit Abstand am häufigsten in Hopfen und auch in vielen Cannabissorten vorkommenden Terpene.
  2. Eine weitere Gemeinsamkeit findet man bei der Blattform. Beide Arten haben Palmenblätter (wie auch viele andere Cannabaceae-Arten), sodass die Blätter wie eine gespreizte Hand aussehen. Die einzelnen „Finger“ haben bei beiden Arten gezackte Ränder.
  3. Auch die zweihäusige Vermehrung oder das Vorkommen separater männlicher und weiblicher Pflanzen haben Cannabis und Hopfen gemeinsam. Bei Blütenpflanzen kommt das relativ selten vor und tritt nur bei etwa sieben Prozent der Arten auf. Hinzu kommt, dass beide Arten manchmal monözische Tendenzen aufweisen, also männliche und weibliche Blüten auf derselben Pflanze bilden. Die meisten Angiospermen haben geschlechtsneutrale Blüten, die sowohl männliche als auch weibliche Teile aufweisen.
  4. Beide Arten produzieren auch Nüsse als Früchte. Nüsse (wie etwa Sonnenblumenkerne) sind trockene Samen, die in einer harten Schale eingeschlossen sind. Die meisten Cannabaceae-Arten produzieren Steinfrüchte (wie Kirschen, deren Fruchtfleisch ihren harten Kern umhüllt).
  5. Auch eine Gemeinsamkeit ist die Blütenstruktur mit losen Ansammlungen kleiner weißer Blüten auf den männlichen Pflanzen, die sich sehr ähnlich sehen. Männliche Pollen beider Pflanzen sind sich zudem so ähnlich, dass es sehr schwer ist, sie bei Analysen auseinanderzuhalten (insbesondere wenn die Pollen aus der Urzeit stammen). Außerdem verteilen beide Arten ihre Pollen mithilfe des Winds. Obwohl auch die weiblichen Blüten auf dem ersten Blick ähnlich aussehen, haben sie jedoch zahlreiche Unterschiede.

Vier Unterschiede zwischen Cannabis und Hopfen

  1. Die weiblichen Hopfenblüten oder Hopfenzapfen ähneln in ihrem Aussehen Kieferzapfen, wobei jeder Zapfen an einem einzigen Stiel hängt. Die weiblichen Cannabisblüten sind zwar ebenfalls in Gruppen angeordnet, wachsen aber entlang der Stängel und hängen nicht von einem einzigen Punkt herunter.
  2. Weibliche Hopfenzapfen besitzen viel größere Deckblätter (die kleinen Blätter, die entlang der Blüten wachsen) als Cannabisblüten, allerdings können einige Cannabis-Phänotypen große Deckblätter ähnlich derer des Hopfens ausbilden.
  3. Cannabis ist eine einjährige Pflanze; die Hopfenrebe blüht und wirft ihre Samen jährlich ab, verfügt aber über einen mehrjährigen Wurzelstock, aus dem sie sich regeneriert. Diese Eigenschaft des Hopfens ermöglicht eine einfache vegetative Vermehrung, so kann man einfach einen Teil des Wurzelstocks abschneiden und anderorts wieder einpflanzen. Bei Cannabispflanzen wäre das selbstredend ziemlich schlecht, so hat der Mensch Cannabis fast immer durch die Aussaat der Samen verbreitet (das Klonen ist historisch gesehen eine recht neue Entwicklung der Branche).
  4. Cannabisblätter werden zu Recht als handförmig zusammengesetzte, gefingerte Blätter bezeichnet, während Hopfenblätter handförmig gelappt sind. Bei Cannabis haben die Blätter einzelne, klar abgetrennte Blättchen, die Blätter des Hopfens sind hingegen „lappenförmig verschmolzen“. Manchmal kann aber auch Cannabis handförmig gelappte Blätter entwickeln (so wie „Ducksfoot“ oder einige afghanische und hawaiianische Sorten), von denen man annimmt, dass sie von urzeitlichen Vorfahren stammen .

Wie sah der Vorfahre von Cannabis und Hopfen aus?

Der gemeinsame Vorfahre des modernen Hopfens und des modernen Cannabis war wahrscheinlich eine Spezies mit hoher Terpenproduktion, gezackten, handförmig gelappten Blättern, zweihäusiger Fortpflanzung mit einhäusigen Tendenzen, nussartigen Samen, separaten Clustern männlicher und weiblicher Blüten sowie weiblichen Blüten mit großen Deckblättern.

Sowohl Cannabis als auch Hopfen sollen in Asien entstanden sein – Hopfen soll seinen Ursprung in China haben, Cannabis stammt vermutlich aus Zentralasien, was Teile Westchinas beinhaltet. So befand sich der Lebensraum des gemeinsamen Vorfahren wahrscheinlich auch in diesen Regionen – was durchaus Sinn ergibt, da die meisten Cannabaceae-Pflanzen in Asien heimisch sind.

Ob es sich bei dieser Pflanze um einen Strauch wie Cannabis oder um eine schattenverträgliche Kletterpflanze (windende Pflanzen, die Reben ähneln) wie Hopfen handelte, ist nicht klar, aber da es scheinbar keine anderen Cannabaceae-Arten gibt, die zu den Kletterpflanzen gezählt werden, ist es sehr wahrscheinlich, dass sich Hopfen irgendwann nach der Divergenz der beiden Pflanzen zu einer Kletterpflanze entwickelte. Cannabis soll dann und wann rebenartige Tendenzen entwickeln, aber diese Aussage stammt aus anekdotischen Berichten, und so ist es wahrscheinlicher, dass der gemeinsame Vorfahre eine aufrecht stehende Pflanze wie Cannabis war.

Was geschah, nachdem sich die Cannabis-Linie abspaltete?

Wenn sich die Gattungen Cannabis und Humulus tatsächlich schon vor 28 Millionen Jahren auseinanderentwickelten, konnten sie sich gut 25 Millionen Jahre lang entwickeln, bevor die Gattung Homo überhaupt das Licht der Welt erblickte (etwa vor 2,8 Millionen Jahren), und noch etwa eine weitere Million Jahre, bevor die ersten Homo-Arten (wie etwa der Homo erectus) Asien besiedelten. Während dieser Zeit führten grundlegende Veränderungen der Klima- und Witterungsbedingungen zu entsprechenden Veränderungen in den Lebensräumen der Pflanzen, sodass sie sich schnell anpassen mussten, um zu überleben.

Mehr als 25 Millionen Jahre lang genoss Cannabis ein „Treibhaus“-Klima, in dem die Temperaturen sowie der Kohlendioxidspiegel hoch waren und es noch überhaupt keine Gletscher auf der Erde gab. So verbreitete sich die Pflanze in weiten Teilen der Ebenen und Hügel Zentralasiens, möglicherweise bis nach Südostasien, ja sogar bis in Teile Europas hinein.

Die globalen Temperaturen und CO2-Werte sanken jedoch langsam aber sicher. Solche Klimazyklen gab es auf unserem Planeten schon immer. Vor etwa 2,6 Millionen Jahren wurde die Welt dann in eine Eiszeit gehüllt, die geradezu bis heute angedauert hat (die Zeit, in der wir uns gerade befinden, ist eine sogenannte Interglazialzeit – eine kurze Wärmeperiode inmitten zweier wesentlich kälterer Perioden).

An diesem Punkt vereisten weite Teile des Planeten. Kontinentale Gletscher (riesige Eisschilde, die ganze Landmassen bis hin zum Meeresspiegel bedecken) erstreckten sich bis zum 40. Breitengrad und Tausende von Pflanzen- und Tierarten starben aus oder suchten an Orten Zuflucht, die bessere Lebensbedingungen boten.

Wie Cannabis die Eiszeit überlebte

Cannabis hatte das Glück zu überleben und man nimmt an, dass das darauf zurückzuführen ist, dass es Zuflucht in Zentral- und Südasien finden konnte. Forscher sind sich einig, dass Cannabis während dieser Periode einige der dramatischsten evolutionären Veränderungen durchlebte, da es ziemlich schnell neue Genotypen entwickeln musste, die an Orten mit völlig anderen Voraussetzungen überleben konnten. Es wird vermutet, dass die Anpassungen, die zur Entwicklung der Biotypen „sativa“, „indica“ und „ruderalis“ führten, in dieser Zeit stattgefunden haben.

Die Cannabispflanze soll in diesem Zeitraum auch die Fähigkeit zur THC-Produktion, die auf eine Mutation im Cannabinoid-Synthase-Gen zurückzuführen ist, erlangt haben. Als Cannabis also anfing, sich in seine heute bekannten Typen zu entwickeln, konnte es unlängst THC produzieren. Der evolutionäre Druck, der seitdem sowohl vom Menschen als auch von der Umwelt auf Cannabis ausgeübt wird, nahm dabei großen Einfluss auf die THC-Produktion der verschiedenen Populationen.

Die Evolution von „sativa“, „indica“ und „ruderalis“

Man kann getrost davon ausgehen, dass Cannabis zu Beginn der Eiszeit in einigen Teilen Zentralasiens verbleiben konnte, denn dank genetischer Analysen konnte man feststellen, dass man die vielfältigste Genetik in wilden Pflanzen in Teilen Kasachstans, Afghanistans und West-Chinas vorfinden kann.

Einige isolierte Populationen entwickelten jedoch Merkmale, die sie vom Haupt-Genpool abheben, sodass Forscher nun herausfinden müssen, ob diese Unterschiede ausreichen, um sie als eigenständige Spezies zu qualifizieren.

Einige Forscher glauben, dass die Gattung Cannabis aus drei Arten und verschiedenen Unterarten besteht. Das sind die Ansichten von Clarke und Merlin in ihrem Buch Cannabis: Evolution & Ethnobotany. Dem gegenüber steht die Meinung, dass Cannabis eine einzelne Art ist, die je nach Umgebung unterschiedliche Eigenschaften aufweist. Diese regionalen Besonderheiten sorgten letztendlich dafür, dass wir heute von „sativa“, „indica“ und „ruderalis“ reden, sind aber vielleicht gar nicht so zutreffend wie wir gerne glauben mögen.

In den Tälern und Ausläufern Nordindiens und Pakistans entstand die Art, die wir als „indica“ kennen. Diese Art ist sehr saisonabhängig, da sie an ein Klima mit langen, hellen Sommertagen und eisigen Wintern angepasst ist. Sie ist wahrscheinlich der „Drogen“-Biotyp und die THC-reichen Sorten, die wir als „Sativas“ bezeichnen, könnten tatsächlich von schmalblättrigen Subtypen der „Indica“ abstammen.

Cannabis verbreitete sich auch weiter gen Süden und Westen und siedelte sich erfolgreich in den Wüstensteppen Afghanistans und Turkestans an. Dabei wurden die Pflanzen größer, während ihre Blüten als Reaktion auf höhere Temperaturen und Luftfeuchtigkeit lockerer und schimmelresistenter wurden. Die Art, die wir als „indica“ bezeichnen, müsste eigentlich eher „Cannabis afghanica“ genannt werden.

In Zentral- und Nordasien hat sich Cannabis ruderalis (mit ihrer gedrungenen Statur, ihrer geringen Harzproduktion und ihrer Fähigkeit, dann zu blühen, wenn sie ein gewisses Alter erreicht hat) als Reaktion auf kalte Temperaturen und ungünstige Lichtbedingungen entwickelt.

In anderen Teilen Asiens, aber auch in Teilen Europas, sind Arten entstanden, die dem, was wir heute als Hanf kennen, ähnlicher sind. Diese Typen passten sich auch den kühleren Temperaturen an, jedoch nicht in dem Maße wie die Ruderalis-Pflanzen. Sie blühen zwar saisonal, produzieren aber keine großen Mengen an Cannabinoiden. Europäischer Hanf ist eigentlich Cannabis sativa, während einige Hanfpopulationen in Asien von Cannabis indica abstammen.

Wie der Mensch bei der Evolution von Cannabis mitgewirkt hat

Die Gattung Cannabis weist solch eine phänotypische Plastizität (die Fähigkeit, verschiedene Variationen eines Phänotypen zu erzeugen) auf, dass es zweifellos einige grundlegende Unterschiede zwischen den Biotypen gibt. Darüber hinaus erhielten die verschiedenen Biotypen während der letzten rund zwei Millionen Jahre ihrer rasanten Entwicklung auch Unterstützung durch den Menschen und möglicherweise sogar durch frühere Homo-Arten wie dem Homo erectus.

Tatsächlich könnte die vom Menschen durchgeführte Selektion während der letzten 12.000 Jahre der primäre Faktor in der Evolution der Cannabissorten seit dem Ende der letzten Eiszeit gewesen sein. Wir sind zweifelsohne der Grund dafür, dass Cannabis heute überall auf der Welt vorzufinden ist.

Comments

2 Kommentare zu „Die Evolution von Cannabis sativa & der Cannabis-Vorfahr“

  1. Was die Ähnlichkeit zum Wein angeht, so habe ich bei Cannabis schon ähnlich fantastische Rot- und Schwarzfärbung der Blätter gesehen, wie es für Weinlaub typisch ist.

  2. Vieles was ich vermutet habe hat sich bestätigt und vieles was ich noch nicht wusste dazu reingegliedert. Schöne Bereicherung in der Mittagspause, danke dafür 🙂 ich vermute, das die cannabae sich bei schlechten windverhältnissen durch eine zufällige Mutation über das vegetative Wachstum vermehren konnte und sich somit der Hopfen abspaltete, da mich dieser sehr an windengewächse erinnert, die auch gern „wandern“.

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