Конечно, это не означает, что не существуют десятки (если не сотни или даже тысячи) различных способов, которыми каннабис может проявить себя — некоторые растения короткие и кустистые и оказывают успокаивающее, седативное воздействие, в то время как другие растения устремляются в небо и больше напоминают бобовый стебель.
В этой статье мы постараемся обсудить всё, что мы знаем о генетике каннабиса, о его происхождении, о различиях между индикой и сативой, а также о том, откуда взялись тысячи различных штаммов с их фантастическими названиями.
Но прежде чем начать, давайте ознакомимся с терминами из генетики каннабиса, с которыми вы столкнетесь при прочтении этой статьи:
Ген — определенная последовательность ДНК, которая кодирует определенный признак растения каннабис;
Фенотип — наблюдаемые характеристики растения каннабиса (высота растения, форма соцветия, аромат и т.д.);
Генотип — весь набор генов растения каннабиса;
Ландрейс (ландрас) — сорта каннабиса, которые естественным образом произрастают в дикой природе в определенном географическом регионе;
Скрещивание (гибридизация) — метод скрещивания сорта каннабиса с определенным набором генетических признаков с другим сортом, имеющим другой набор генетических признаков;
Поколение F1 — растения, полученные в результате скрещивания двух растений с разными генетическими признаками.
Основы генетики каннабиса
Поговорите с любым "опытным" производителем каннабиса, и он, вероятно, завалит вас информацией про различные сорта, об их уровнях ТГК и КБД, содержании терпенов и, конечно же, принадлежности к индике или сативе.
Однако с большей долей вероятности предоставленная им информация будет основана на морально устаревших данных. Дело в том, что все формы каннабиса принадлежат к одному виду — Cannabis sativa L. — с огромными внешними и внутренними различиями, которые можно объяснить индивидуальной экспрессией генов.
Представьте себе всё многомиллиардное население Земли. Несмотря на то, что все люди принадлежат к одному виду, Homo sapiens, они отличаются по цвету кожи, врождённым личностным качествам и поведенческим привычкам. Все эти черты зависят от конкретных генов, которые по-разному экспрессируются в микроскопических маленьких структурах, называемых хромосомами. Ровно то же самое работает и в отношении каннабиса.
С точки зрения простой генетики каннабис имеет 20 различных хромосом, в каждой из которых потенциально существуют сотни различных генов. Как и люди, каннабис получает индивидуальную хромосому от матери и отца. Когда эти хромосомы объединяются, образуется уникальное расположение экспрессированных и неэкспрессированных генов.
Вот почему даже в культуре, которая была опылена одним мужским растением с известной генетикой, вы можете получить потомство, обладающее совершенно неожиданными фенотипами и профилями каннабиноидов.
Итак, перейдем к фактической линии генетики каннабиса и историческому генеалогическому древу каннабиса. С чего всё это началось? Как мы можем проследить тысячи штаммов, существующих сегодня, до одного сорта? Или, ещё лучше, возможно ли это хотя бы отдалённо?
С чисто научной точки зрения действительно было бы невозможно создать «генеалогическое древо каннабиса» и проследить все современные штаммы до одного источника. Во-первых, мы должны были бы знать, из какого исходного штамма ландрейса (дикого растения, живущего на ограниченной территории) произошли все остальные штаммы. Мы этого не знаем и никогда не узнаем. На самом деле мы даже не знаем, когда именно люди впервые начали выращивать ландрейсы и скрещивать их с другими.
К счастью, благодаря сочетанию науки и истории мы можем сделать несколько предположений. Современные исследования предложили три возможных источника каннабиса, которые привели к изобилию генетики каннабиса, которой мы располагаем сегодня. Другими словами, одно из следующих трёх мест было самым первым местом на земле, где каннабис впервые вырос из почвы в дикой природе:
В Китае вдоль берегов реки Янцзы
В пустыне Такла-Макан в Центральной Азии
Среди плодородных долин Гималайских и Гиндукушских горных хребтов Южной Азии
Генетические исследования свидетельствуют о том, что каннабис культивировался в Китае ещё 12 тысяч лет назад. Помимо этого у нас также есть археологические доказательства (благодаря фармакопее Шен Нунга), что он использовался в качестве лекарства ещё в 2730 году до нашей эры. Исходя из этого можно предположить, что культивирование каннабиса человеком началось в Китае, а далее распространилось по всему миру.
Дикий каннабис посреди луга в провинции Цинхай в центральном Китае
Что касается генетики каннабиса в Центральной и Южной Америке, у нас есть доказательства того, что испанские исследователи привезли это растение в современные Чили и Перу в середине XVI века. Одомашнивание каннабиса затем распространилось в Северной Америке на протяжении XVII века.
Этого достаточно в отношении истории генетики каннабиса, но как насчёт реальной генетики? Откуда всё-таки он взялся?
Генеалогическое древо каннабиса
Карл Линней определил таксономический род и виды каннабиса еще в 1753 году, идентифицировав растение как «Cannabis sativa L.». («Cannabis» относится к роду, в то время как "sativa L." относится к виду). Согласно системе этой классификации, которая пытается идентифицировать и систематизировать эволюционную историю всех живых существ на земле, генетика каннабиса организована следующим образом:
Классификация генетики каннабиса
Используя эту систему, мы можем точно предположить, что каннабис наиболее тесно связан (с эволюционной точки зрения) со хмелем, ежевикой, вечнозелеными деревьями и сандаловым деревом.
Генетика каннабиса и миф о сативе/индике
Как мы сказали ранее, все известные сегодня штаммы каннабиса принадлежат к одному виду — Cannabis sativa L. Это означает, что не существует отдельных видов каннабиса, таких как «индика» и «сатива».
Однако это нисколько не противоречит тому, что в мире существуют вариации каннабиса с разными признаками. Есть штаммы, которые заряжают нас энергией, а есть штаммы, которые делают нас спокойными. Есть растения высотой в 5-6 метров, которые почти не цветут, и есть растения, которые едва достигают полутора метров над землёй и производят соцветия размером с голову питбуля. И причина тому — в вариативности генетики, а не принадлежности растений к разным видам.
Существует только один способ определить истинную генетику каннабиса — точное выявить генотип (совокупность генов) и хемотип (характеристику производства метаболитов) каждого конкретного сорта.
Исследования генома каннабиса до сих пор в основном были сосредоточены на характеристике генов, лежащих в основе производства каннабидиола (КБД) и тетрагидроканнабинола (ТГК). Тем не менее, помимо каннабиноидов каннабис производит и сотни ароматических терпенов. Кроме того, имеются данные, позволяющие предположить, что терпеновый профиль сорта влияет на психоактивные свойства каннабиса. На сегодняшний день в каннабисе были идентифицированы различные гены терпенсинтазы (производящие терпены), однако генетический контроль вариации терпенов в разных сортах каннабиса остаётся в значительной степени неисследованным.
Недавно в одном из самых старых и авторитетных общенаучных изданий мира — британском журнале Nature — была опубликована статья под названием «Маркировка каннабиса связана с генетическими вариациями генов терпенсинтазы». В ней учёные проанализировали 297 образцов каннабиса психоактивного типа, которые ранее были количественно определены для 40 терпенов и каннабиноидов с использованием газовой хроматографии – масс-спектрометрии (GC-MS), и сопоставили эти данные с 116 296 вновь сгенерированными однонуклеотидными полиморфизмами (SNP) из 137 из этих образцов, из которых можно было извлечь достаточно высококачественную ДНК. При этом была определена степень, в которой данные генома и GC–MS соответствовали пятибалльной шкале маркировки в диапазоне от 1 (100% сатива) до 5 (100% индика).
Анализ основных компонентов (PCA) геномных данных показал, что метки «сатива-индика» неточно отражают генетическое родство. Кроме того, учёные определили, что пары образцов с одинаковыми названиями сортов (например, OG Kush) часто были так же генетически и химически далеки друг от друга, как и пары образцов с разными названиями. Это согласуется с предыдущими исследованиями, показывающими, что названия сортов не были надёжными индикаторами генетической или химической идентичности образца.
a, Данные SNP по всему геному. в, Терпены и каннабиноиды. Каждая точка представляет собой образец каннабиса и окрашена по шкале маркировки в диапазоне от 100% сативы до 100% индики. c, Процентная дисперсия, объясняемая основными компонентами (PCs) из данных SNP по всему геному (синий), из данных о терпене и каннабиноидах (зелёный) и как из генетических, так и из химических данных (фиолетовый). Ось y показывает процентную дисперсию, объясняемую добавлением основных компонентов (PC) в линейные модели, в которых шкала маркировки «сатива-индика» является зависимой переменной.
Из 40 измеренных терпенов и каннабиноидов 12 (30%) были коррелированы со шкалой «сатива-индика». Сатива характеризовалась как сорт со значительными концентрациями бергамотена и фарнезена, которые придают чайный и фруктовый ароматы соответственно. Это согласуется с описаниями сативных сортов как обладающих сладким или травяным ароматом.
Самая сильная корреляция у индики была в содержании мирцена. По сообщениям конечных потребителей, седативный эффект и землистый аромат действительно часто характерны для сортов индики. Помимо мирцена учёные обнаружили положительные корреляции индики с тремя сесквитерпенами: гвайолом, γ-эвдесмолом и β-эвдесмолом. Обнаружено, что эти три сесквитерпена были связаны с растениями из Афганистана, который считается регионом происхождения сортов индики.
Предыдущие химические анализы каннабиса показали, что различие между сативой и индикой лучше всего объясняется различиями в концентрациях специфических монотерпенов и сесквитерпенов. Кроме того, контрастные ароматы, которые ассоциировались с сативой (то есть сладким) и индикой (то есть землистым), были ключевыми факторами, определяющими сенсорную оценку сортов и влияющими на восприятие эффективности и качества. Так что основные различия между сортами, обозначенными как сатива и индика, могут быть обусловлены небольшим набором геномных областей, контролирующих концентрацию небольшого числа контрастных ароматов.
Чтобы проверить это, учёными было проведено общегеномное исследование ассоциаций (GWAS) 40 химических веществ. Было идентифицировано три области генома каннабиса, связанными с четырьмя терпенами, наиболее сильно влияющими на маркировку «сатива-индика».
Результаты этих исследований показывают, что классификация «сатива-индика» плохо отражает общие геномные и метаболические изменения. В этом случае каннабис маркируется исходя из небольшого числа ключевых терпенов, содержание которых способствует характерным ароматам.
Заключительные мысли о генетике каннабиса
Селекционерам по всему миру в течение многих десятилетий сходило с рук присваивание своим штаммам невероятных названий и утверждений, якобы они обладают последовательными и идентифицируемыми признаками и фенотипами.
Народные названия «сатива» и «индика» обычно присваивались каннабису для описания морфологии, ароматов и/или психоактивных эффектов сорта. Однако значимой информацией о генетических и химических вариациях каннабиса эти названия не несут.
Названия штаммов множились в геометрической прогрессии. Уотсон (1985 год) назвал 10 штаммов. В течение 15 лет голландские семеноводческие компании предложили на продажу 150 штаммов (Clarke, 2001). Десятилетие спустя число названий штаммов достигло 900 (База данных штаммов каннабиса, 2010). Совсем недавно Leafly (2015) перечислил 1535 наименований штаммов, а Seedfinder (2015) — 6510. При этом большинство штаммов характеризуются как «сатива-доминантные» или «индика-доминантные». Но на сегодняшнем рынке названия штаммов меняются местами и подделываются, из-за чего не отличаются надёжностью.
Штамм АК-47 является ярким примером произвольности народной классификации. На Кубке каннабиса 1999 года он выиграл в номинации «лучшая сатива», но уже 4 года спустя был признан как «лучшая индика». Отличным окном в этот лабиринт сомнительных родословных является родословная и «Super Silver Sour Diesel Haze»:
На самом деле это очень легко проверяется. В данном случае всё, что вам нужно сделать, это попробовать пару штаммов BlueDream. Довольно быстро вы поймёте, что каждый из них имеет свой собственный уникальный внешний вид и психические/физические эффекты.
Современная наука считает, что вся генетика каннабиса должна принадлежать одному виду Cannabis sativa L. и что отношения между различными сортами должны основываться исключительно на генотипе.
Доктор медицины Итан Руссо — известный эксперт и исследователь каннабиса — в одном из интервью заявил, что «различие между сативой и индикой, обычно применяемое в мирской литературе, является полной бессмыслицей и тщетным упражнением».
Это довольно суровое суждение о многих популярных сообщениях в блогах, сравнивающих показатели сативы и индики, но оно исходит от сертифицированного невролога, исследователя психофармакологии и медицинского директора биотехнологической компании, исследующей и разрабатывающей инновации, нацеленные на эндоканнабиноидную систему человека.
Доктор медицины, Итан Руссо выступает на Объединенном симпозиуме по медицинскому каннабису. Сидней, 2016.
Доктор Руссо утверждает, что наиболее эффективный способ оценки эффектов каннабиса — это «количественно оценить биохимические компоненты данного штамма каннабиса и сопоставить их с наблюдаемыми эффектами у реальных пациентов».
Если вы действительно хотите знать, как продукт каннабиса будет лечить определенное состояние, определите химические соединения в продукте, а затем проанализируйте, как эта конкретная комбинация химических веществ влияет на определенную популяцию.
В том же интервью доктор Итан Руссо, обратился к мифу об эффектах индики и сативы. Он сказал: «Седативное действие так называемых штаммов индики ложно приписывается содержанию КБД, когда на самом деле КБД стимулирует в низких и умеренных дозах (это также развенчает миф о том, что КБД не является психоактивным – прим. редактора). Скорее всего, седативное действие в большинстве распространенных штаммов каннабиса связано с содержанием в них мирцена, монотерпена с сильным седативным эффектом, который напоминает наркотик».
До недавнего времени значительная часть потребителей ориентировалась исключительно на количество ТГК, указываемое производителем в «паспорте» каждого конкретного сорта каннабиса. Тем не менее, доктор Руссо объясняет, что лекарственные эффекты этого растения зависят от синергетической взаимосвязи между всеми каннабиноидами и терпенами. Другими словами, медицинская эффективность каннабиса зависит не от содержания в нем ТГК, КБД линалоола или бета-карофиллена, а от того, как каждое из его химических соединений влияет на другое, вызывая определенные физиологические эффекты.
Таким образом современные исследования убедительно доказывают, что классификация «сатива-индика» — это всего лишь морфология, и неправильно думать, что индика обязательно заставит вас спать, а сатива, напротив, зарядит энергией».
Надеемся, что эта статья была полезной, интересной и информативной, и что она каким-то образом помогла пролить свет на эту интригующе сложную тему. Напоминаем, что это быль взгляд лишь в самом первом приближении, с огромными сокращениями описаний сложных научных методик, ибо тема представляется чрезвычайно труднодоступной обывателю.
Источники: nature.com, wikileaf.com, wayofleaf.com, biorxiv.org, hiv.gov (первый, второй)
Подготовил: @growerbuddy
Еще почитать:
Тренды науки: какое будущее ждёт индустрию каннабиса
Генотипы и фенотипы: что делает сорт уникальным?
Генетическое разнообразие и популяционная структура каннабиса
Рекомендуемые комментарии
Для публикации сообщений создайте учётную запись или авторизуйтесь
Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий
Создать учетную запись
Зарегистрируйте новую учётную запись в нашем сообществе. Это очень просто!
Регистрация нового пользователяВойти
Уже есть аккаунт? Войти в систему.
Войти