Das Proto-Gras: Auf der Suche nach dem Urahnen von Cannabis

Urahnen Die Evolution von Cannabis kennen wir nur lückenhaft. Wir wissen nicht, ob es sich bei dem heutigen Cannabis um eine oder mehrere Spezies handelt. Was bedeuten „Sativa“ und „Indica“ tatsächlich? Wir sind immer noch auf der Suche nach Antworten auf derartige Fragen, und ein tieferes Verständnis der Vergangenheit könnte unsere Bemühungen enorm unterstützen.

Proto-weed-the-hunt-for-the-cannabis-ancestors_4K

Die frühe Evolutionsgeschichte von Cannabis ist so gut wie unbekannt. Wissenschaftler sind nicht zu endgültigen Ergebnissen gekommen, was es mit dem heutigen Cannabis auf sich hat – ist es eine Spezies oder sind es mehrere? Was bedeuten „Sativa“ und „Indica“ tatsächlich? Wir sind immer noch auf der Suche nach Antworten auf derartige Fragen, und ein tieferes Verständnis der Vergangenheit könnte unsere Bemühungen enorm unterstützen.

Die Wissenschaftler sind sich nur bei einer Sache ziemlich sicher: Die Gattung Cannabis stammt aus Zentralasien, verbreitete sich dann und besiedelt heute den gesamten Planeten. Sie sind sich auch so gut wie sicher, dass Menschen Cannabis schon seit Ende der letzten Eiszeit vor etwa 12.000 Jahren kennen.

Vor dieser Zeit wird das Bild deutlich unbestimmter. Werfen wir einen Blick auf das, was wir über die Evolution von Cannabis wissen und beginnen mit dem Anfang.

Die Entwicklung von Landpflanzen

Man nimmt an, dass das Reich der Pflanzen, Tiere und Pilze sich etwa vor 1,6 Milliarden Jahren auseinanderentwickelte. Zu dieser Zeit handelte es sich bei den Vertretern des jeweiligen Reichs um einfache, im Wasser lebende Organismen wie Algen und Amöben.

Vor etwa 500 Millionen Jahren entwickelten sich Landpflanzen aus Algenmatten, die sich an die Besiedlung von Felsen angepasst hatten. Zunächst handelte es sich bei diesen Landpflanzen um einfache Moose ohne echte Wurzeln, Blätter oder Samen. Im Laufe der Zeit trug die Zersetzung dieser frühen Pflanzen zur Entwicklung einer Erdschicht bei, die mehr und komplexeren Organismen einen Lebensraum bot. Vor etwa 350 Millionen Jahren bedeckten Farn- und Nadelholzwälder (Gymnospermen) weite Teile des Landes.

Blütenpflanzen (Angiospermen) wie Cannabis sind die jüngste der vier Hauptgruppen von Landpflanzen. Man glaubt, dass sie vor etwa 130 Millionen Jahren während der Kreidezeit erstmals auftraten und sich die Erde mit dem Tyrannosaurus Rex und dem Triceratops teilten. Der Stegosaurus und der Diplodokus waren damals bereits seit Langem ausgestorben!

Die Angiospermen haben sich seitdem in beinahe 350.000 verschiedene Spezies aufgefächert. Dadurch werden sie zu der bei weitem unterschiedlichsten und umfassendsten Gruppe. So gut wie alle in der Landwirtschaft angebauten Nutzpflanzen sind Angiospermen.

Blätter und weiches Pflanzengewebe sind bei Fossilien nur selten zu finden (© lorenkerns)Blätter und weiches Pflanzengewebe sind bei Fossilien nur selten zu finden (© lorenkerns)

Wann entstand die Gattung der Cannabaceae?

Man nimmt aufgrund genetischer Untersuchungen und dem Vergleich mit ähnlichen Pflanzengruppen wie den Morazeen, der Gattung der Maulbeergewächse, an, dass die Cannabaceen, die nach ihrem bekanntesten Mitglied Cannabis benannt sind, vor etwa 60 Millionen Jahren entstanden. In dem herausragenden Werk Cannabis: Evolution and Ethnobotany (Clarke & Merlin, 2013) wird behauptet, dass die Cannabis zuerst entstanden und die Gattung Humulus (die Gattung des Hopfens) sich vor etwa 22 Millionen Jahren aus den Cannabaceen entwickelte. Außerdem legen Untersuchungen von GW Pharmaceuticals nahe, dass sich in Wirklichkeit die Gattung Cannabis vor etwa 28 Millionen Jahren aus den Humuli entwickelte.

Allerdings wurden Blattfossilien, die modernem Cannabis sehr ähnlich sind und auf ein Alter von vor 38 Millionen Jahren geschätzt werden, wiederholt in Zentral-Kasachstan gefunden. Dies kann bedeuten, dass die Trennung der beiden Gattungen bereits deutlich länger zurückliegt. Künftige genetische Untersuchungen werden diese Angelegenheit zweifellos erhellen.

Aber wie  sahen die unmittelbaren Vorfahren der Cannabispflanze aus? Obwohl wir nicht sehr viele Belege haben, können wir einen Blick auf die Eigenschaften werfen, die sie mit ihren nächsten modernen Verwandten teilt, um eine Vorstellung zu gewinnen.

Gemeinsamkeiten zwischen Cannabis und Hopfen

Man glaubt, dass Cannabis von allen heute auf der Erde existierenden Arten am engsten mit dem Hopfen verwandt ist. Die Cannabispflanze ist das einzige Mitglied ihrer Gattung, die ebenfalls Cannabis heißt. Es gibt drei Hopfenarten, welche die einzigen Arten der Humulus-Gattung sind. Cannabis und Humulus verfügen über mehrere gemeinsame Eigenschaften.

Eine gemeinsame Eigenschaft ist die Produktion von Harz, das große Mengen von Terpenen wie Myrcen und Humulen enthält – die beiden bei weitem häufigsten Terpene in Hopfen, die zugleich einen erheblichen Anteil bei vielen Cannabis-Sorten ausmachen.

Ein weiteres gemeinsames Charakteristikum ist die Form der Blätter. Beides Spezies verfügen (ebenso wie viele andere Spezies der Cannabaceen) über fingerförmige Blätter, also Blätter, die wie eine Hand mit ausgestreckten Fingern aussehen. Die einzelnen Blattfedern haben bei beiden Spezies gezackte Ränder.

Die männlichen Blüten von Cannabis und Hopfen sehen sich auffallend ähnlich (© allispossible.org.uk)Die männlichen Blüten von Cannabis und Hopfen sehen sich auffallend ähnlich (© allispossible.org.uk)

Eine dritte Gemeinsamkeit ist die zweihäusige Vermehrung bzw. das getrennte Vorkommen von männlichen und weiblichen Pflanzen. Bei Blütenpflanzen ist diese Eigenschaft recht selten und tritt nur bei etwa 7 % der Spezies auf. Hinzu kommt, dass beide Spezies manchmal einhäusige Tendenzen aufweisen, also männliche und weibliche Blüten bei derselben Pflanze. Die meisten Angiospermen haben eingeschlechtliche Blüten mit männlichen und weiblichen Teilen in derselben Blüte.

Beide Spezies produzieren Achänen oder Schließfrüchte. Achänen (beispielsweise Sonnenblumenkerne) sind trockene, durch eine harte Schale geschützte Samen. Die meisten anderen Spezies der Cannabaceen produzieren dagegen Steinfrüchte (wie Kirschen: Ein Kern, der von einer fleischigen Masse umhüllt ist).

Eine weitere Gemeinsamkeit ist die florale Struktur mit lockeren Büscheln kleiner weißlicher Blumen an den männlichen Pflanzen, die einander stark ähneln. Männliche Pollen von Hopfen und Cannabis sehen sich so ähnlich, dass es bei der Analyse antiker Pollen schwerfällt, sie zu unterscheiden. Und die Verbreitung der Pollen erfolgt bei beiden Spezies durch den Wind. Obwohl auch die weiblichen Blüten auf den ersten Blick gleich aussehen, gibt es verschiedene Unterschiede.

Wichtige Unterschiede zwischen Cannabis und Hopfen

Die weiblichen Hopfenpflanzen bilden Zapfen wie bei Tannen aus, wo jeweils ein Zapfen von einem Stängel herabhängt. Bei weiblichen Cannabisblüten gibt es ebenfalls eine Kumulierung, aber die Blüten wachsen entlang der Stiele, statt als Zapfen an einem einzigen Punkt zu hängen. Weibliche Hopfenpflanzen verfügen über deutlich längere Deckblätter (kleine Blätter, die rund um Blüten wachsen) als Cannabispflanzen, obwohl es auch manche Cannabisvarianten gibt, die wie Hopfen große Deckblätter haben.

Ein weiterer Unterschied ist, dass Cannabis eine einjährige Pflanze ist. Hopfen blüht zwar auch jedes Jahr und produziert Samen, hat aber einen mehrjährigen Wurzelstock, aus dem er  jedes Jahr neu ausschlägt. Durch diese Eigenschaft kann Hopfen ganz einfach vegetativ vermehrt werden, indem man ein Stück des Wurzelstocks abschneidet und woanders einpflanzt. Es muss nicht eigens erwähnt werden, dass dies bei Cannabispflanzen nicht gut wäre, welche von Menschen fast immer über Samen vermehrt werden (das Klonen ist die historisch gesehen neueste Entwicklung).

Ein weiterer kleiner Unterschied besteht darin, dass Cannabisblätter fingrig geformt sind und Hopfenblätter eher gelappt. Bei dem erstgenannten Typ haben die Blätter einzelne, deutlich unterschiedene Blattlappen, während der letztgenannte Typ verbundene Lappen aufweist. Gelegentlich gibt es aber auch bei Cannabis die Neigung zu gelappten Blättern, wobei man annimmt, dass sie von entfernteren Vorfahren herrührt (wie dem „Gänsefuß“ und einigen afghanischen und hawaiianischen Stämmen).

Hopfenblüten sind wie Trauben angeordnet und hängen von einem einzigen Stängel herab (© Paul Miller)Hopfenblüten sind wie Trauben angeordnet und hängen von einem einzigen Stängel herab (© Paul Miller)

Wie sahen die Vorfahren von Cannabis und Hopfen aus?

Die gemeinsamen Vorfahren des modernen Hopfens und von Cannabis waren also wahrscheinlich eine Spezies mit einer hohen Terpen-Produktion; eingeschnittenen, fingerartig-lappigen Blättern; zweihäusiger Fortpflanzung mit einhäusigen Tendenzen; Achänen; separaten Clustern männlicher und weiblicher Blüten und weiblichen Blüten mit großen Deckblättern.

Man nimmt an, dass sowohl Hopfen als auch Cannabis in Asien entstanden – Hopfen in China und Cannabis hat sich wahrscheinlich in Zentralasien entwickelt, wozu auch Teile von Westchina gehören. Der gemeinsame Vorfahre hatte sein Habitat wahrscheinlich ebenfalls in diesen Gebieten. Dies erscheint plausibel, denn die meisten Cannabaceen werden in Asien gefunden.

Ob es sich bei dieser Pflanze um eine Staude wie Cannabis oder ein rankendes Gewächs wie Hopfen handelte, ist unklar. Da es aber offensichtlich keine weiteren Beispiele für rankende Pflanzen bei den anderen Cannabaceen-Spezies gibt, erscheint es wahrscheinlich, dass der Hopfen sich irgendwann nach der Trennung der beiden Linien als Rankpflanze (ähnlich wie Weinreben) weiter entwickelte. Man sagt zwar , dass Cannabis gelegentlich weinartige Tendenzen entwickelt. Aber die Berichte scheinen nur anekdotisch zu sein, und es ist wahrscheinlicher, dass der gemeinsame Vorfahr eine aufrecht stehende Pflanze wie Cannabis war.

Was passierte, nachdem die Cannabis-Linie sich abgespalten hatte?

Wenn die Gattungen Cannabis und Humulus sich vor 28 Millionen Jahren getrennt haben, stand der Cannabispflanze beinahe dieser gesamte Zeitraum zur Verfügung, bevor eine menschenartige Spezies auftrat (vor etwa 2,8 Millionen Jahren) und eine weitere Million Jahre, bevor die erste Menschenart – der Homo erectus – Asien erreichte. Während dieser Zeit zwangen fundamentale Änderungen der klimatischen und atmosphärischen Verhältnisse, die entsprechende Änderungen in den Pflanzenhabitats nach sich zogen, die Pflanzen zu schnellen Anpassungen, um ihr Überleben zu sichern.

Mehr als 25 Millionen Jahre ihrer Entwicklung befand sich Cannabis auf einer „Treibhaus-Erde“ mit hohen Temperaturen und Kohlendioxidwerten und ohne jede Eisbedeckung. Die Pflanze verbreitete sich während dieser Zeit durch die Ebenen und Hügellandschaften von Zentralasien und erreichte wahrscheinlich Südostasien und sogar Teile Europas.

Cannabisblüten sind ebenfalls gruppiert, wachsen aber entlang des Stängels (© Rodrigo Uriartt)Cannabisblüten sind ebenfalls gruppiert, wachsen aber entlang des Stängels (© Rodrigo Uriartt)

Allerdings nahmen die globalen Temperaturen und CO2-Werte in diesem Zeitraum allmählich ab; derartige Klimazyklen traten während der gesamten Geschichte der Erde auf. Vor etwa 2,6 Millionen Jahren geriet der Planet in eine neue, bis heute anhaltende Eiszeit (derzeit befinden wir uns in einer Zwischeneiszeit – einer kurzen Wärmeperiode zwischen deutlich kälteren Perioden).

Zu diesem Zeitpunkt waren große Teile des Planeten mit Eis bedeckt. Kontinentale Gletscher (dicke Eisschichten, welche die gesamte Landmasse bis in Seehöhe bedeckten) erstreckten sich von den Polen bis zum 40 Breitengrad. Tausende Pflanzen- und Tierarten starben aus oder zogen sich in geschützte Räume zurück, welche Bedingungen boten, die ein Überleben ermöglichten.

Wie Cannabis die Eiszeit überstand

Auch die Gattung Cannabis verstand sich aufs Überleben, denn sie zog sich in verschiedene geschützte Gegenden in Zentral- und Südasien zurück. Unter Wissenschaftlern gibt es so gut wie keine Zweifel, dass während dieser Zeit bei der Gattung die dramatischsten evolutionären Entwicklungen stattfanden, denn sie musste Genotypen ausbilden, die auch in radikal veränderten Lebensräumen überleben konnten. Durch diesen Anpassungsdruck entstanden wahrscheinlich in diesem Zeitraum die Biotypen „Sativa“, „Indica“ und „Ruderalis“.

Ferner wird angenommen, dass die Cannabispflanze durch eine Mutation der Cannabinoid-Synthasegene in dieser Zeit die Fähigkeit zur THC-Herstellung gewann. Zu dem Zeitpunkt, zu dem Cannabis sich in die Typen aufgliederte, die wir heute kennen, besaß es also bereits die Fähigkeit zur THC-Herstellung. Der evolutionäre, vom Menschen und der Umwelt ausgeübte Druck hat die Menge des von den verschiedenen Populationen produzierten THC beeinflusst.

Die Evolution von „Sativa“, „Indica“ und „Ruderalis“

Man kann zweifelsfrei annehmen, dass Cannabis Teile des Habitats zum Zeitpunkt des Eiszeitbeginns beibehielt, da genetische Analysen nachgewiesen haben, dass der am stärksten diversifizierte wilde Genpool immer noch in Teilen von Kasachstan, Afghanistan und Westchina fortbesteht.

Einige isolierte Populationen entwickelten allerdings Linien, durch die sie sich vom Hauptgenpool unterschieden. Wissenschaftler stehen deshalb heute vor der Aufgabe zu bestimmen, ob diese Differenzen ausreichen, um sie als eigene Spezies zu begreifen.

Einige Forscher glauben, die Cannabisgattung umfasst drei Arten und verschiedene Unterarten. Das jedenfalls ist die Auffassung von Clarke & Merlin in Cannabis: Evolution & Ethnobotany. Eine andere Denkrichtung geht davon aus, dass Cannabis nur eine einzige Sorte ist, die sich mit einer Reihe von Merkmalen entsprechend ihrer Umwelt zeigt. Diese Bandbreite an regionalen Eigenschaften spiegelt das Konzept von “Sativa”, “Indica” und “Ruderalis” wieder.

In den Tälern und Gebirgsausläufern von Nordindien und Pakistan entstand der Typ, den wir informell als „Indica“ bezeichnen. Dieser Typ ist ganz stark jahreszeitlich orientiert, indem er sich auf ein Klima mit langen, hellen Sommertagen und kalten Wintern eingestellt hat. Wahrscheinlich ist das auch der hauptsächliche „Drogen“-Biotyp, und die THC-starken Linien, die wir für „Sativas“ halten, stammen wohl tatsächlich von den enggefiederten Unterarten des „Indica“-Typs ab.

5.Die mit engstehenden Blättern versehenen Drogen-Typen könnten stets „Indica“-Typen und nicht „Sativa“-Typen sein! (© ?ãvìnkωh?t?)5. Die mit engstehenden Blättern versehenen Drogen-Typen könnten stets „Indica“-Typen und nicht „Sativa“-Typen sein! (© ?ãvìnkωh?t?)

Cannabis hat auch weiter südlich und westlich, in den Wüsten und Steppen von Afghanistan und  Turkestan, separate Bestände geschaffen und verbreitet.  Währenddessen wurden die Pflanzen größer, die Blüten wurden offener und entwickelten eine größere Schimmelresistenz, die bei höheren Temperaturen und größerer Feuchtigkeit notwendig wurde. Der Typ, den wir als „Indica“ bezeichnen, ist vielleicht tatsächlich besser bekannt als Cannabis Afghanica.

Der Typ C. ruderalis (der sich durch kleineren Wuchs, geringere Harzproduktion und altersabhängige Blüheigenschaften auszeichnet) hat sich in Zentral- und Nordasien als Reaktion auf niedrige Temperaturen und geringen Lichteinfall etabliert.

In anderen Teilen Asiens und Teilen Europas entstanden Typen, die dem heute bekannten Hanf ähnlicher waren. Auch diese Typen hatten sich an kalte Temperaturen angepasst, aber nicht so stark wie Ruderalis. Sie blühen noch immer saisonabhängig, produzieren aber keine großen Mengen von Cannabinoiden. Bei dem europäischen Hanf handelt es sich tatsächlich um C. sativa, während manche Hanfpopulationen in Asien von C. indica abstammen.

Wie Menschen die Evolution von Cannabis unterstützten

Die Gattung Cannabis weist eine derart starke phänotypische Plastizität (Fähigkeit, verschiedene Variationen des Phänotyps zu erzeugen) auf, dass es mit Sicherheit fundamentale Unterschiede zwischen den Biotypen gibt. Während der letzten zwei Millionen Jahre rascher Evolution fanden die Biotypen auf dem Wege ihrer Anpassung gewiss auch Unterstützung durch frühe menschliche Spezies wie den H. erectus.

Die selektive Zucht durch den Menschen während der letzten 12.000 Jahre wird man als den primären Selektionsdruck auf die Evolution der Cannabisvarianten seit dem Ende der letzten Eiszeit bezeichnen können. Mit Sicherheit sind wir der Grund, weswegen Cannabis die heute bestehende umfassende globale Verbreitung hat.kωh?t?).

Leave a Reply

Deine E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht. Erforderliche Felder sind mit * markiert.