Er is weinig bekend over de evolutie van cannabis en ook over de huidige cannabis bestaat veel onduidelijkheid. Is het één soort of een verzameling van meerdere? Wat betekenen de termen ‘sativa’ en ‘indica’ nu precies? Naar antwoorden op deze vragen wordt nog altijd gezocht. Meer inzicht in het verleden zou deze zoektocht een stuk makkelijker maken.
Over één ding zijn wetenschappers het redelijk eens: het geslacht Cannabis is ergens in Centraal-Azië ontstaan, van waar het zich heeft verspreid naar de rest van de wereld. Ze zijn er ook vrijwel zeker van dat mensen in aanraking kwamen met cannabis tegen het einde van de laatste ijstijd, bijna 12.000 jaar geleden.
Het beeld van vóór die tijd is een stuk onduidelijker. Laten we eens bij het begin beginnen en kijken wat we wel weten over de evolutie van cannabis.
De evolutie van landplanten
De planten-, dieren- en schimmelrijken begonnen zich vermoedelijk ongeveer 1,6 miljard jaar geleden van elkaar af te scheiden. Elk rijk werd toen vertegenwoordigd door eenvoudige, in het water levende organismen zoals algen en amoeben.
Ongeveer 500 miljoen jaar geleden (500 Ma) evolueerden landplanten vanuit een mat van algen die zich hadden aangepast aan het leven op rotsen. In het begin bestonden deze landplanten uit eenvoudige mossen, zonder echte wortels, bladeren of zaden. Na verloop van tijd droeg de rotting van deze vroege planten bij aan de ontwikkeling van een grond die geschikt was voor complexere organismen. Rond 350 Ma waren grote delen land door varens en coniferen (gymnospermen of naaktzadigen) begroeid.
Bloeiende planten (angiospermen of bedektzadigen), zoals cannabis, behoren tot de jongste van de vier hoofdgroepen landplanten. Deze planten zijn vermoedelijk rond 130 Ma (de krijtperiode) ontstaan en hebben de aarde gedeeld met de tyrannosaurus rex en de triceratops; de stegosaurus en diplodocus waren toen allang uitgestorven.
Sindsdien hebben de bedektzadigen zich ontwikkeld tot bijna 350.000 verschillende soorten en zijn ze verreweg de rijkste en meest diverse groep planten. Vrijwel alle landbouwgewassen zijn bedektzadigen.
Gerelateerd artikel
Wanneer ontstond de Cannabaceae-familie?
Vermoedelijk is de Cannabaceae-familie (vernoemd naar de beroemdste tak, cannabis) rond 60 Ma is ontstaan. Dit wordt afgeleid uit genetisch onderzoek en vergelijking met verwante plantgroepen, zoals de Moraceae (moerbeifamilie) Volgens het uitstekende werk Cannabis: Evolution and Ethnobotany (Clarke en Merlin, 2013) is Cannabis eerst ontstaan en ontstond Humulus (de hopfamilie) vervolgens rond 22 Ma uit Cannabaceae. Onderzoek van GW Pharmaceuticals doet echter vermoeden dat cannabis juist rond 28 Ma is ontstaan vanuit Humulus.
In Centraal-Kazachstan zijn naar verluidt fossielen van bladeren gevonden die een sterke gelijkenis vertonen met huidige cannabis en wel 38 miljoen jaar oud zijn. Dit zou kunnen betekenen dat het moment van divergentie veel verder teruggaat. Verder genetisch onderzoek zal ongetwijfeld meer licht op de zaak werpen.
Hoe zagen de directe voorouders van de cannabisplant eruit? Hoewel er niet veel bewijzen zijn, kunnen we wel een idee krijgen door te kijken naar de gedeelde kenmerken van de moderne verwante soorten.
Vijf overeenkomsten tussen cannabis en hop
Van alle bestaande soorten op aarde, lijkt cannabis het meest verwant te zijn aan hop. Cannabis is de enige soort van het gelijknamige geslacht Cannabis. Er zijn drie hopsoorten, de enige soorten binnen het geslacht Humulus. Cannabis en Humulus hebben een aantal kenmerken gemeen:
- De productie van hars met grote hoeveelheden terpenen, zoals myrceen en humuleen, verreweg de meestvoorkomende terpenen in hop, die ook in veel cannabissoorten goed vertegenwoordigd zijn.
- Een andere overeenkomst is de vorm van de bladeren. Beide soorten hebben handvormige bladeren (net als veel andere Cannabaceae-soorten). De afzonderlijke blaadjes van beide soorten hebben getande randen.
- Een derde kenmerk is tweehuizigheid, wat betekent dat er vrouwelijke en mannelijke planten zijn. Bij bloeiende planten is deze eigenschap redelijk zeldzaam: bij slechts zeven procent van de soorten komt tweehuizigheid voor. Beide soorten hebben daarnaast ook aanleg voor eenhuizigheid, waarbij er mannelijke en vrouwelijke bloemen voorkomen op dezelfde plant. De meeste bedektzadigen hebben eenslachtige bloemen, oftewel bloemen met zowel mannelijke als vrouwelijke delen.
- Beide soorten produceren ook dopvruchten als vrucht. Dopvruchten (zoals zonnebloempitten) zijn droge zaden met een harde schaal. De meeste Cannabaceae-soorten produceren steenvruchten (zoals kersen: een vlezige vrucht met binnenin een harde pit).
- Een ander kenmerk is de bloemstructuur: de mannelijke planten van beide soorten hebben losse trosjes kleine witachtige bloemen die erg op elkaar lijken. Het mannelijke stuifmeel lijkt ook zo op elkaar dat er moeilijk onderscheid gemaakt kan worden bij de analyse van het oude stuifmeel. Ook worden beide soorten bestoven door de wind. Maar hoewel de vrouwelijke bloemen oppervlakkig op elkaar lijken, zijn er ook een aantal verschillen.
Vier verschillen tussen cannabis en hop
- De vrouwelijke bloemen van hop zitten bij elkaar in kegelvormige groepjes die op dennenappels lijken. Elke kegel hangt aan één steel. De vrouwelijke bloemen van cannabis zijn ook in groepjes gerangschikt, maar groeien langs de stelen en hangen niet aan één punt.
- Vrouwelijke hopbloemen hebben ook veel grotere schutbladeren (de kleine blaadjes direct onder de bloem) dan cannabisplanten, al kunnen sommige fenotypen van cannabis ook grotere schutbladeren hebben, net als hop.
- Cannabis is een eenjarige plant, terwijl een hoprank jaarlijks bloeit en zaden vormt, maar een meerjarige wortelstok heeft van waaruit hij steeds opnieuw groeit. Hierdoor is hop gemakkelijk vegetatief te vermeerderen door een stek van de onderstam af te knippen en te verplanten. Dit is uiteraard geen geschikte methode voor de cannabisplant, die vrijwel altijd door mensen is vermeerderd via de zaden (klonen is een veel recentere ontwikkeling in deze branche, historisch gezien).
- De bladeren van cannabis zijn handvormig samengesteld en de bladeren van hop handvormig gelobd. De cannabisbladeren bestaan uit afzonderlijke deelblaadjes, in tegenstelling tot de met elkaar vergroeide lobben van de hopbladeren. Sommige cannabissoorten (zoals de ‘Ducksfoot’ en bepaalde Afghaanse en Hawaïaanse rassen) vertonen echter ook handvormig gelobde bladeren, wat op de voorouder terug zou kunnen gaan.
Gerelateerd artikel
Hoe zag de voorouder van cannabis en hop eruit?
De gemeenschappelijke voorouder van moderne hop en cannabis was waarschijnlijk een soort met een hoge productie van terpenen; getande, handvormig gelobde bladeren; tweehuizige voortplanting met soms eenhuizige eigenschappen; dopvruchten; afzonderlijke groepjes mannelijke en vrouwelijke bloemen; en vrouwelijke bloemen met grote schutbladeren.
Van zowel cannabis als hop wordt gedacht dat ze zijn ontstaan in Azië: hop in China en cannabis mogelijk in het Centraal-Aziatische gebied dat delen van westelijk China omvat. De gemeenschappelijke voorouder kwam dus waarschijnlijk ook uit die regio, wat niet verrassend zou zijn aangezien de meeste Cannabaceae-planten in Azië zijn gevonden.
Het is niet duidelijk of deze plant een struik was (net als cannabis) of een slingerplant (net als hop), maar aangezien klimeigenschappen niet lijken voor te komen in andere Cannabaceae-soorten, is het aannemelijk dat hop zich heeft ontwikkeld tot slingerplant nadat de twee geslachten hun eigen weg zijn gegaan. Er zijn anekdotes dat cannabis af en toe ook klimplanteigenschappen zou vertonen, maar het lijkt waarschijnlijker dat de gemeenschappelijke voorouder een rechtopstaande plant als cannabis was.
Wat gebeurde er nadat het geslacht Cannabis zich afsplitste?
Als de geslachten Cannabis en Humulus 28 miljoen jaar geleden hun eigen weg gingen, had de cannabisplant vrijwel die hele tijd om zich te ontwikkelen nog voordat het geslacht Homo ten tonele verscheen (rond 2,8 Ma), en nog eens minimaal een miljoen jaar voordat de eerste menselijke soort (H. erectus) in Azië verscheen. In die periode zouden fundamentele veranderingen in het klimaat en atmosferische omstandigheden tot soortgelijke veranderingen in het leefgebied van planten hebben geleid. Hierdoor moesten planten zich snel aanpassen om te kunnen overleven.
Ruim 25 miljoen jaar heeft cannabis geleefd in een ‘broeikas-klimaat’, met hoge temperaturen en een hoog gehalte aan kooldioxide, en nergens ter wereld een ijslaag te bekennen. In deze periode verspreidde de plant zich over de vlakten en heuvels van Centraal-Azië, mogelijk tot aan Zuidoost-Azië en zelfs delen van Europa.
De temperaturen en CO2-gehalten daalden echter wereldwijd geleidelijk; dergelijke klimaatcycli hebben altijd op aarde plaatsgevonden. En uiteindelijk, rond 2,6 Ma, kwam de aarde in een nieuwe ijstijd terecht die tot aan de dag van vandaag voortduurt (we leven nu in een tussen-ijstijd of interglaciaal, een korte warme periode tussen veel koudere perioden in).
Er kwamen grote delen land onder een ijslaag te liggen. Continentale gletsjers (grote ijskappen die hele landoppervlakken beslaan tot aan zeeniveau) reikten vanaf de polen tot een breedtegraad van wel 40 graden. Duizenden planten- en diersoorten stierven uit of werden verdreven naar zogenaamde toevluchtsoorden waar de omstandigheden goed genoeg waren om te overleven.
Hoe Cannabis de ijstijd overleefde
Het geslacht Cannabis had geluk en overleefde de ijstijd. Vermoed wordt dat de plant zich in verschillende toevluchtsoorden in Centraal- en Zuid-Azië vestigde. Wetenschappers zijn het er vrijwel over eens dat het geslacht in deze periode de meest drastische evolutionaire veranderingen heeft ondergaan, aangezien het snel genotypen moest produceren die in compleet andere leefomstandigheden moesten kunnen overleven. Vermoedelijk zijn de aanpassingen die hebben geleid tot de ontwikkeling van de biotypen ‘sativa‘, ‘indica‘ en ‘ruderalis‘ in deze periode ontstaan.
In dezelfde periode heeft cannabis mogelijk ook het vermogen ontwikkeld om THC te produceren, als gevolg van een mutatie van het cannabinoïde-synthasegen. Tegen de tijd dat cannabis zich begon uit te splitsen in de soorten die we nu kennen, had het dus al het vermogen om THC te produceren. De evolutionaire druk, zowel vanuit de mens als de omgeving, heeft sindsdien bepaald hoeveel THC de verschillende populaties produceren.
De evolutie van sativa, indica en ruderalis
Het is zo goed als zeker dat het leefgebied van cannabis grotendeels in Centraal-Azië is gebleven toen de ijstijd begon. Uit genetische analyses is gebleken dat de grootste genetische diversiteit nog altijd te vinden is in delen van Kazachstan, Afghanistan en westelijk China.
Bepaalde geïsoleerde populaties ontwikkelden echter eigenschappen waardoor ze zich afsplitsten van deze belangrijkste genenpool. Aan wetenschappers nu de taak om uit te zoeken of deze verschillen groot genoeg zijn om deze populaties als afzonderlijke soorten te classificeren.
Sommige wetenschappers denken dat het geslacht Cannabis uit drie soorten en verschillende ondersoorten bestaat. Dit is de mening van Clarke & Merlin in Cannabis: Evolution & Ethnobotany. Volgens de andere theorie is Cannabis slechts één soort, die naargelang de omgeving vele uiteenlopende eigenschappen heeft. Door deze reeks regionale eigenschappen hebben we de begrippen ‘sativa’, ‘indica’ en ‘ruderalis’, maar die zijn niet helemaal zoals gewoonlijk gedacht wordt.
In de valleien en heuvels van Noord-India en Pakistan ontstond het type dat we nu informeel kennen als ‘indica’. Dit type heeft zich aangepast aan een klimaat met lange, heldere zomerdagen en zeer koude winters, en is daardoor zeer seizoensgebonden. Dit type is mogelijk ook het belangrijkste ‘drug’-biotype en de soorten met een hoog gehalte THC, waarvan we denken dat ze ‘sativa’s’ zijn, stammen mogelijk af van smalbladige subtypen van ‘indica’.
Cannabis verspreidde zich ook verder naar het zuiden en westen en vestigde daar afzonderlijke populaties op de woestijnsteppes van Afghanistan en Turkestan. Als gevolg van de hogere temperaturen en luchtvochtigheid daar werd de soort steeds groter, en de bloemen losser en beter bestand tegen schimmels. Het type waarvan we dénken dat het ‘indica’ is, is mogelijk eigenlijk Cannabis afghanica.
In Centraal- en Noord-Azië ontstond het type C. ruderalis (klein van stuk, lage harsproductie en vermogen om te bloeien naargelang de leeftijd) als gevolg van de lage temperaturen en het weinige licht.
In andere delen van Azië, evenals delen van Europa, ontstonden typen die meer lijken op de hennep van nu. Deze typen hadden zich ook aangepast aan kou, maar in mindere mate dan ruderalis. De bloeitijd is nog steeds seizoensgebonden, maar ze produceren geen grote hoeveelheden cannabinoïden. Europese hennep is in feite C. sativa, terwijl sommige henneppopulaties in Azië afstammen van C. indica.
Gerelateerd artikel
Hoe de mens heeft bijgedragen aan de evolutie van cannabis
Het geslacht Cannabis heeft zo’n hoge mate van fenotypische plasticiteit (vermogen om het fenotype op verschillende manieren te veranderen) dat er zeker een aantal fundamentele verschillen bestaan tussen de biotypen. Daarnaast zijn de biotypen in de afgelopen twee miljoen jaar van snelle evolutie ook een handje geholpen door de mens, en mogelijk zelfs door eerdere Homo-soorten als H. erectus.
Het selectief telen door mensen de afgelopen 12.000 jaar is mogelijk de voornaamste selectiedruk geweest in de evolutie van cannabissoorten, sinds het einde van de laatste ijstijd. We zijn hoe dan ook de reden dat cannabis nu wereldwijd uit zoveel soorten bestaat.
