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Warum produziert Cannabis THC und weitere Verbindungen?
Cannabis produziert über 100 Cannabinoide und mehr als 150 Terpene. Aber warum verwenden die Pflanzen so viel Mühe auf die Herstellung dieser Verbindungen? Sie nutzen sie als Waffen zur Selbstverteidigung, aber auch als Kommunikationsmittel. Tauche tief in die Welt der Cannabis-Phytochemie ein und erfahre, warum diese Verbindungen so wichtig sind!
Inhaltsverzeichnis:
- Pflanzenstress stimuliert die Cannabinoid- und Terpenproduktion
- Biochemische Kriegsführung
- Schutz vor Krankheitserregern
- Sie wehren Pflanzenfresser ab
- Pflanzenkommunikation
- In welcher Form wir Menschen die Cannabinoid- und Terpenspiegel verändert haben
- Cannabinoide und Terpene erfüllen lebenswichtige Funktionen
Was weißt Du über Cannabinoide und Terpene? Du assoziierst sie höchstwahrscheinlich mit der Wirkung, dem Geschmack und Geruch von Marihuana. Aber Cannabispflanzen produzierten diese Verbindungen schon lange vor der Zeit, als die Menschheit begann, sich für Gras zu begeistern – und zwar, um sich vor Schädlingen zu schützen, sich gegen Krankheiten zu verteidigen und sogar, um miteinander zu kommunizieren.
Die Pflanzen existieren in der Natur als autonome Einheiten, und dabei steht für sie ihr eigenes Überleben im Vordergrund, und nicht, uns mit ihrem Geschmack, ihrem Geruch und ihrer Wirkung zu erfreuen. Obwohl wir Cannabinoide und Terpene für diese Zwecke schätzen, produzieren Pflanzen sie, um andere Lebensformen abzuschrecken.
Diese Verbindungen wirken als Abwehrmechanismen gegen alle Arten von Stress, zu denen grasende Pflanzenfresser, knabbernde Insekten, Krankheitserreger und sogar das Sonnenlicht gehören.
Hast Du Dir schon einmal eine Cannabisblüte genauer angesehen? Wenn ja, wirst Du sicher die kleinen funkelnden Strukturen bemerkt haben. Diese vereisten Formen sind als "Trichome" bekannt – Drüsen, die mit der Biosynthese von Terpenen und Cannabinoiden beauftragt sind und sie in Form eines viskosen Harzes produzieren. Diese klebrige Schicht – dieselbe Substanz, die nach dem Umgang mit Buds an Deinen Fingern klebt – dient als Schutzschild gegen die oben genannten Bedrohungen.
Im Folgenden erfährst Du mehr über die größten Herausforderungen, denen Cannabispflanzen in freier Wildbahn und in künstlichen Anbaugebieten gegenüberstehen. Außerdem erklären wir, wie Cannabinoide und Terpene ihnen helfen, den Widrigkeiten zu trotzen und zu überleben.
Pflanzenstress stimuliert die Cannabinoid- und Terpenproduktion
Was siehst Du, wenn Du eine Cannabispflanze betrachtest? Sie scheinen ziemlich zufrieden zu sein, oder? Du würdest Dich wahrscheinlich auch nicht beschweren, wenn Du die meiste Zeit in der Sonne sitzen würdest und dabei kaum mehr zu tun hättest, als zu entspannen. So einfach ist es für unsere botanischen Freunde jedoch nicht. Cannabispflanzen sind täglich verschiedenen Arten von Stress ausgesetzt. Zum Glück hilft ihnen ihre Fähigkeit, Cannabinoide und Terpene zu produzieren, mit Umweltherausforderungen umzugehen.
Beide Gruppen von sekundären Pflanzenstoffen fallen unter den Oberbegriff "Sekundärmetaboliten". Diese Verbindungen sind – anders als primäre Metaboliten – nicht direkt an Wachstum, Entwicklung und Vermehrung der Pflanzen beteiligt, sondern helfen ihnen vielmehr, mit den wichtigsten Stressoren umzugehen.
Informiere Dich nun über die beiden Arten von Stress, denen Cannabispflanzen ausgesetzt sind.
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Biotischer Stress
Pflanzen sind biotischem Stress durch andere Lebewesen ausgesetzt. Um sich daran zu erinnern, bedenke einfach, dass "bio" "das Leben betreffend" bedeutet. Zu den wichtigsten Arten von biotischem Stress, denen Cannabispflanzen ausgesetzt sind, gehören:
- Schädlinge wie Blattläuse, Mottenschildläuse, Trauermücken und Raupen
- Bakterielle, pilzliche und virale Krankheitserreger wie Fusarium, Echter Mehltau und latentes Hopfenviroid
- Große Säugetiere
- Nematoden
- Andere Pflanzen
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Abiotischer Stress
Im Gegensatz dazu bezieht sich "abiotischer Stress" auf den Stress, der Cannabispflanzen aus nicht-lebenden Quellen auferlegt wird. Beispiele für abiotischen Stress sind entweder physikalischer oder chemischer Natur, wozu unter anderem Folgendes gehört:
- Dürre (Wasserstress)
- Übermäßiges Gießen
- Temperatur (Kälte und Hitze)
- Mineraltoxizität
- UV-Strahlung
Biochemische Kriegsführung
Wahrscheinlich hast Du Dir niemals bewusst gemacht, dass Du jedes Mal, wenn Du auf Deinem Sofa sitzt und einen Joint rauchst, einen biochemischen Kampfstoff inhalierst. Tatsächlich investieren Cannabispflanzen wertvolle Ressourcen in die Herstellung dieser Chemikalien, um sich vor Schadinsekten zu schützen.
Mancher Schädlingsbefall hinterlässt lediglich ein paar Löcher, und oft springen menschliche Helfer ein, um das Problem zu lösen. Werden sie jedoch nicht erkannt, machen einige Insektenarten kurzen Prozess mit ganzen Cannabispflanzen. Um dies zu verhindern, setzen die Pflanzen Terpene und Cannabinoide ein, um mögliche Bösewichte zu vertreiben.
Solltest Du jemals eine Flasche ätherisches Öl geöffnet und daran geschnuppert haben, wirst Du wissen, wie stark Terpene sind. Stelle Dir nun vor, Du wärst so klein wie ein Insekt. Durchdringende Terpene wirken abschreckend und nehmen bestimmten Arten die Lust, sich von der Cannabispflanze zu ernähren. Aber das ist nicht alles: Pflanzen emittieren Terpene auch, wenn sie angegriffen werden – als Signal an fleischfressende Insekten[1], die auf diese Weise angelockt werden und Jagd auf die Pflanzenfresser machen, die den Schaden verursachen.
Aber Terpenen gebührt nicht allein die Ehre, wenn es um die Insektenabwehr geht. Auch einige Cannabinoide eignen sich, um Cannabispflanzen vor Angriffen zu schützen. CBD weist insektizide Eigenschaften auf[2] und THC wirkt[3] auf manche Insekten toxisch.
Schutz vor Krankheitserregern
Genau wie wir Menschen werden auch Cannabispflanzen krank, wenn sie bestimmten Bakterien und Viren ausgesetzt sind, und genau wie wir entwickeln sie eine immunähnliche Reaktion, die ihnen hilft, lästige Mikroben zu bekämpfen. Sobald Krankheitserreger Fuß fassen, produzieren betroffene Pflanzen mehr Terpene, um ihre Überlebenschancen zu erhöhen. Terpene wirken aufgrund ihrer antiviralen, antibakteriellen und antimykotischen Eigenschaften entweder als generelle oder spezialisierte Pathogeninhibitoren.
Allerdings sind die Pflanzen in diesem fortwährenden Krieg nicht immer erfolgreich. Bei Viren handelt es sich um dynamische Krankheitserreger, die sich in einem ständigen Kampf mit ihren Pflanzenrivalen um die Vorherrschaft befinden. So sind einige Pflanzenviren beispielsweise in der Lage, die Terpenproduktion zu unterdrücken.
Sie wehren Pflanzenfresser ab
Nun sind Insekten nicht die einzigen Lebensformen, die eine Vorliebe für Cannabis haben. Auch einige Säugetierarten kauen gerne Cannabisblätter. Allerdings sitzen Cannabispflanzen nicht nur hilflos da und warten darauf, dass diese Pflanzenfresser satt werden – anhand der Blattvibration[4] erkennen sie sehr schnell, dass sie gefressen werden und reagieren entsprechend. Um die Angreifer abzuwehren, steigern die Pflanzen ihre Terpenproduktion, was die eigene Schmackhaftigkeit deutlich reduziert.
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Natürlicher Sonnenschutz
Um zu überleben, sind Cannabispflanzen unter freiem Himmel auf die Sonne angewiesen. Der lebensspendende Stern hat jedoch auch eine dunkle Seite: Die von der riesigen Gaskugel emittierten Strahlen setzen sich aus verschiedenen Arten von Strahlung zusammen, zu denen unter anderem UVA und UVB gehören. Wie schädlich diese Wellenlängen sind, hast Du sicher schon am eigenen Leibe erfahren, wenn Du zum Beispiel zu lange am Strand in der Sonne gefaulenzt hast. Stelle Dir jetzt vor, Du wärst eine Cannabispflanze, die den ganzen Tag in einem warmen Klima ohne jeglichen Schutz im Sonnenlicht steht. Wie würdest Du damit umgehen?
Es hat sich herausgestellt, dass die Pflanzen ihre eigene Sonnencreme herstellen. Als Reaktion auf den abiotischen Stress der UV-Strahlung produzieren Cannabispflanzen höhere Mengen an Sekundärmetaboliten[5]. Dadurch schützen sie sich nicht nur vor schädlicher Strahlung, denn die Zunahme von Abwehrchemikalien kann ihnen auch einen Vorteil gegenüber Krankheitserregern und Pflanzenfressern verschaffen.
Pflanzenkommunikation
Die Pflanzen wissen also, wann sie gefressen werden; ihnen ist aber auch bewusst, wenn sie zu viel Sonne bekommen. Das ist aber noch nicht alles, denn die Pflanzen setzen Terpene auch ein, um miteinander zu kommunizieren[6] – und das ist kein Witz! Wenn Pflanzen gefressen, angegriffen oder infiziert werden, emittieren sie Terpene auch deshalb, um ihre Nachbarn zu warnen.
In der Luft befindliche Terpene lösen eine Reaktion in Empfängerzellen aus, und die Pflanzen bauen von Kopf bis Fuß eine chemische Abwehr auf, um sich vor möglichen Gefahren zu schützen.
Aber Pflanzen verwenden Terpene nicht nur, um mit anderen Organismen über der Erde zu kommunizieren. Sie setzen diese Moleküle auch als chemische Sprache[7] ein, um mit einer Vielzahl lebender Organismen im Boden zu kommunizieren, darunter Bakterien, Pilze und Insekten. Die Erforschung dieses faszinierenden neuen Forschungsgebiets hat jedoch gerade erst begonnen.
Was die oberirdische Freisetzung von Terpenen angeht, so geschieht dies durch Drüsen-Trichome, die auf den Blüten konzentriert sind. Unter der Erde jedoch emittieren die Pflanzen Terpene durch ihre Wurzeln, um mit anderen Organismen zu kommunizieren, aber auch, um den Status des Ökosystems innerhalb der Rhizosphäre (der Raum um das Wurzelsystem herum) zu manipulieren.
So haben Forscher herausgefunden, dass einige Pflanzen durch ihre Wurzeln β-Pinen und E-Caryophyllen freisetzen, um räuberische Nematoden anzuziehen, die wiederum jene Schädlinge auslöschen, die sich von den Wurzeln ernähren. Manche Arten setzen auch die Verbindung Arabidin frei, um die Bakterienanzahl in der Rhizosphäre zu kontrollieren; sie sind dadurch in der Lage, verschiedene mikrobielle Spezies selektiv zu ihren Gunsten entweder zu fördern oder zu hemmen.
Die Wissenschaft steht hier noch am Anfang, aber der riesige wirtschaftliche Motor, der die Gartenbauforschung im Cannabisbereich antreibt, wird diese Geheimnisse unweigerlich lüften. Es wird nicht mehr lange dauern, bis wir verstanden haben, wie Cannabis die unterirdische Terpenfreisetzung nutzt, um die Beziehungen zu symbiotischen Mykorrhiza-Pilzen, Bakterien und krankheitserregenden Organismen zu beeinflussen.
In welcher Form wir Menschen die Cannabinoid- und Terpenspiegel verändert haben
Um mit Stress umgehen und überleben zu können, sind wilde Cannabispflanzen, die man manchmal auch als "Landrassen" bezeichnet, stark von ihrer Fähigkeit abhängig, Terpene und Cannabinoide zu produzieren. Diese Exemplare weisen jedoch viel niedrigere Werte als jene Sorten auf, die in High-Tech-Gewächshäusern gezüchtet wurden. Durch intensive selektive Züchtung ist es den Menschen gelungen, Sorten zu produzieren, die genetisch so verdrahtet sind, dass sie weitaus höhere Mengen an Sekundärmetaboliten ausstoßen, um unseren Wünschen nach Geschmack, Geruch und psychoaktiven Wirkungen gerecht zu werden.
Cannabinoide und Terpene erfüllen lebenswichtige Funktionen
Damit sind wir bereits beim Fazit angelangt: Cannabinoide und Terpene spielen in der Natur eine Schlüsselrolle. Sie helfen den Pflanzen, Insekten und Säugetiere abzuschrecken, schützen sie vor UV-Strahlung und ermöglichen es ihnen sogar, sich gegenseitig vor einer nahenden Gefahr zu warnen. Sicher wirst Du von nun an jedes Mal, wenn Du Dir einen Joint genehmigst oder einen Bissen von einem Edible nimmst, an die unglaubliche natürliche Technologie denken, die es Dir ermöglicht, diese unglaubliche Erfahrung zu machen.
External Resources:
- Herbivory-Induced Emission of Volatile Terpenes https://pubs.acs.org
- Contrasting Roles of Cannabidiol as an Insecticide and Rescuing Agent for Ethanol–induced Death in the Tobacco Hornworm Manduca sexta https://www.nature.com
- A review of Cannabis sativa-based insecticides, Miticides, and repellents https://www.researchgate.net
- Leaf vibrations produced by chewing provide a consistent acoustic target for plant recognition of herbivores https://link.springer.com
- UV-B Radiations and Secondary Metabolites https://www.researchgate.net
- Volatile terpenes – mediators of plant-to-plant communication https://onlinelibrary.wiley.com
- Plant terpenes that mediate below-ground interactions: prospects for bioengineering terpenoids for plant protection https://onlinelibrary.wiley.com
Haftungsausschluss:
Dieser Inhalt ist nur für Bildungszwecke gedacht. Die bereitgestellten Informationen stammen aus Forschungsarbeiten, die aus externen Quellen zusammengetragen wurden.
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