Impollinazione e principi attivi: cosa succede a cannabinoidi e terpeni quando un fiore produce semi

Panoramica

Quando una pianta femmina di cannabis produce semi, la concentrazione di principi attivi nei suoi fiori cala in modo misurabile. Nei tipi da droga ricchi di resina il calo è nell’ordine del 60–75 %, nella canapa da fibra in parte è nullo. Il rapporto relativo tra le sostanze resta invece in gran parte invariato. Per questo un campione con semi continua a rappresentare il profilo di una genetica, ma non la sua potenza.

Perché la pianta produce queste sostanze

Cannabinoidi e terpeni sono metaboliti secondari: sostanze che non servono al metabolismo di base, ma alla difesa, alla comunicazione e alla protezione dei tessuti. Non nascono per il consumo, ma perché aumentano le probabilità di sopravvivenza e di riproduzione della pianta.

La protezione dagli erbivori è la più documentata

All’aperto il contenuto di cannabinoidi delle foglie è correlato in modo negativo con i danni da erbivori. Piante prive di cannabinoidi sono state in parte divorate fino allo stelo nel giro di due settimane, mentre le piante vicine con cannabinoidi sono rimaste quasi intatte. In una dieta artificiale per insetti le forme acide CBDA e CBGA, a partire da una quota dello 0,1 %, hanno ridotto crescita e sopravvivenza delle larve in modo dipendente dalla dose. Una dieta con l'1 % di CBDA ha ucciso tutte le 45 larve del test entro tre giorni.

È degno di nota che agli insetti manchino i recettori cannabinoidi canonici CB1 e CB2: l’effetto passa per altri bersagli. La biosintesi dei cannabinoidi è inoltre nata in modo indipendente in più linee vegetali. Anche questo depone a favore di una vera funzione ecologica e contro un sottoprodotto del metabolismo.

Che fine ha fatto l’ipotesi UV

A lungo si è spiegato che la cannabis in alta quota produce più THC per proteggersi dai raggi UV. Diversi studi controllati però non hanno trovato, con un’irradiazione UV-B aggiuntiva, alcun aumento di resa o di concentrazione dei cannabinoidi. L’ipotesi della fotoprotezione non è così confutata, ma da sola non regge più la spiegazione. Oltre a essa sono documentati un effetto antimicrobico e una protezione dalla disidratazione.

Dove nascono e dove si trovano i principi attivi

Biosintesi e accumulo avvengono nei tricomi ghiandolari, i peli ghiandolari più fitti sulle infiorescenze femminili. Ciò che comunemente si chiama «resina» è il contenuto di queste teste ghiandolari.

I due tipi di tricomi

I tricomi peduncolati portano una testa di dodici-sedici cellule secretorie, quelli sessili circa otto. Nel fiore maturo i peduncolati sono la maggior parte delle ghiandole e hanno il contenuto di cannabinoidi più alto. Lavori più recenti aggiungono una precisazione. I profili terpenici dei due tipi differiscono in modo netto: i peduncolati sono dominati dai monoterpeni, i sessili più spostati verso i sesquiterpeni. La composizione dei cannabinoidi è invece abbastanza simile. La differenza sta piuttosto nella quantità, perché le teste più grandi contengono di più. I tricomi peduncolati si sviluppano a quanto pare da precursori che sembrano sessili.

La brattea porta il valore massimo

La brattea perigonale, cioè la foglia che avvolge il pistillo e dopo l’impollinazione il seme, ha il contenuto di cannabinoidi più alto di qualsiasi singola parte della pianta. Ha anche la densità di tricomi più alta e più uniforme. Il seme cresce quindi proprio nel tessuto più ricco di resina della pianta.

Lo stato non fecondato è una riserva per la riproduzione

Nelle popolazioni selvatiche e nei campi di canapa i fiori femminili ricevono quasi sempre molto polline. Lì la parte di stilo e stigma misura in media circa 3 mm ed è divisa in due. Se l’impollinazione manca, si allunga a oltre 8 mm, si ramifica più volte e diventa più robusta. La cannabis è una delle poche specie che ingrandiscono attivamente i propri organi sessuali femminili quando la verginità si prolunga.

L’infiorescenza sinsemilla, ricca di resina, appartiene a questo stato di riproduzione aperta, non ancora conclusa. Qui serve una distinzione. Gli studi documentano l’espansione degli organi, non «cime più potenti». Che i fiori non fecondati portino più principio attivo deriva dal calo di concentrazione dopo la fecondazione, non dalla crescita degli stigmi.

Cosa cambia la fecondazione

Tipi da droga ricchi di resina

Nei tipi da droga coltivati indoor la fecondazione ha abbassato in modo netto la concentrazione totale di cannabinoidi. Nelle varietà ricche di THC il calo è stato in media di circa il 75 %, in quelle ricche di CBD di circa il 60 %. Questo è avvenuto indipendentemente dal tipo del donatore di polline. Profilo e rapporti relativi sono rimasti in sostanza invariati, e alcuni composti sono perfino aumentati a seconda del donatore.

La canapa da fibra reagisce in modo diverso

Nella varietà da fibra FINOLA il CBD totale è rimasto invariato, mentre la forma acida CBDA si era dimezzata. La formazione dei semi quindi non spegne la produzione, ma ne sposta le riserve di precursori. Una percentuale fissa non esiste. L’effetto è specifico per chemovar e per composto, ed è solido solo per i tipi da droga ricchi di resina.

I terpeni seguono due vie separate

I monoterpeni calano insieme ai cannabinoidi, perché condividono con loro il precursore GPP e si formano nel plastidio. I sesquiterpeni si comportano in modo indipendente, poiché nascono nel citosol dal FPP. La resa di olio essenziale distillato cala con l’impollinazione di circa la metà. Questo valore però riunisce cannabinoidi, terpeni e altri composti volatili e non li riporta separati.

Il meccanismo: deviazione e chiusura

Dopo la fecondazione il carbonio va di preferenza nella produzione di semi invece che nella formazione di fiori e cannabinoidi. Non è un indebolimento della pianta, ma una forma di plasticità fenotipica. Le risorse vanno là dove ora si decide il successo riproduttivo.

La fine della crescita aperta

La cannabis ha un’infiorescenza indeterminata. L’apice non termina con un fiore apicale, ma forma di continuo nuove unità composte da una foglia ridotta, due brattee, due fiori singoli e un germoglio laterale. La trasformazione nel fiore compatto inizia nei primi giorni di giorno corto e richiede giorni corti senza interruzione. Che l’impollinazione chiuda questa crescita aperta è descritto come modello per Arabidopsis e trasferito alla cannabis.

Dove non cresce il seme, il principio attivo resta

Uno studio sulla ploidia sostiene la spiegazione delle risorse dal lato opposto. La formazione dei semi ha abbassato la biomassa dei fiori e la concentrazione dei cannabinoidi. I triploidi, che restano poveri di semi, hanno invece conservato più cannabinoidi sotto carico di polline. Senza polline non c’era differenza tra i livelli di ploidia: è il seme a sottrarre le risorse, non il contatto con il polline.

Il seme di cannabis è botanicamente un frutto

Quello che si vende come seme è un achenio: un frutto secco con un solo seme, che a maturità non si apre. Il seme è unito in un solo punto alla parete del frutto indurita. L’achenio si forma dall’ovario di un fiore femminile impollinato. La parete spessa del frutto è un adattamento alla dispersione tramite animali. In media serviva una forza di circa 12 N per rompere un achenio, e le forme selvatiche tendono ad avere pareti più spesse delle varietà domestiche.

Cosa significa per un test di laboratorio

Poiché i rapporti relativi restano invariati dopo la fecondazione, un campione con semi continua a mostrare l’impronta qualitativa di una genetica. Mostra cioè quali cannabinoidi e terpeni sono presenti e in che rapporto, quindi il chemotipo. Per un dato di potenza rappresentativo il materiale con semi non è invece adatto. Nei tipi da droga i valori assoluti sono nettamente più bassi, e la massa dei semi diluisce ulteriormente il campione. Un test pulito richiede materiale di brattee o di fiori, l’indicazione esplicita dei semi e idealmente un campione di riferimento senza semi della stessa genetica.

Grado di maturazione e CBN

Una raccolta tardiva trasforma per ossidazione il THC in cannabinolo (CBN). La pratica di coltivazione associa un’alta quota di tricomi ambrati a un effetto più pesante, descritto come narcotico. Le prove sull’uomo per il CBN come sedativo autonomo sono però scarse. Il carattere più morbido del materiale invecchiato potrebbe derivare altrettanto bene dalla degradazione dei terpeni. L’osservazione è diffusa, l’attribuzione causale è documentata in modo debole.

«Con i semi sviluppa l’effetto pieno»: cosa c’è di vero

Come affermazione sulla potenza, la frase è smentita: nei tipi da droga la formazione dei semi porta meno principio attivo, non di più. Come affermazione di esperienza si può comunque spiegare. La coltivazione tradizionale nei paesi d’origine era comunque con semi, perché la tecnica sinsemilla è un metodo moderno, diffuso in Occidente solo dagli anni 1970 in poi. Charas e ganja provengono da cannabis cresciuta con semi e selezionata per generazioni sulla resina. Le piante con semi restano inoltre spesso più a lungo in campo, e questo sposta la maturazione verso il CBN. L’uso della pianta intera produce poi un’esperienza diversa dal consumo dei soli fiori. Il termine di paragone è quindi un altro, non la chimica.

Anche la storia delle origini della tecnica è più incerta di come viene raccontata di solito. Il termine e la diffusione in Occidente dalla metà degli anni 1970 sono documentati. L’origine spesso citata nel Sinaloa messicano si basa invece soprattutto su fonti divulgative. Fiori non impollinati comparivano anche prima, in parte per caso, in parte nelle colture dell’Asia meridionale e sudorientale.

Perché due talee non sono una prova

I metaboliti secondari variano molto con la luce, il periodo di maturazione e il luogo. Due cloni nella stessa stanza non sono quindi un confronto pulito. Il microclima non è omogeneo, e correnti d’aria, distanza dalla luce e distanza tra le piante incidono. Proprio per questo la letteratura primaria isola l’effetto dei semi in un altro modo. Confronta la stessa genetica fecondata e non fecondata, in parte con polline indotto geneticamente identico. Chi vuole verificare l’effetto da sé ha bisogno di questo schema, non di due piante una accanto all’altra.

Cosa resta aperto

La funzione dei cannabinoidi non è chiarita in modo definitivo. La protezione dagli erbivori è al momento la più documentata, l’ipotesi UV non è confutata, e le due non si escludono. Resta aperta anche l’entità dell’effetto della fecondazione al di fuori dei tipi da droga ricchi di resina. E un’aspettativa diffusa non si concilia con i dati: che la resina protegga il seme e che una pianta con semi debba quindi produrne di più. Il quadro regge, perché i cannabinoidi sono concentrati vicino al seme e una selezione per la sopravvivenza dei semi è discussa come ipotesi. La pianta però protegge il seme costruendolo da sé e collocandolo nella brattea, che è già il tessuto più ricco di resina. Non lo fa aumentando la resina dei fiori dopo la fecondazione.