Capire le piante di cannabis triploidi e tetraploidi

La maggior parte delle varietà di cannabis sono fatte di cellule che contengono due serie di cromosomi, una da ciascun genitore. Ma alcuni breeder all'avanguardia hanno creato varietà che contengono tre o addirittura quattro serie. Per quale motivo questo ha importanza? Perché queste piante producono infiorescenze più grandi, maggiori quantità di cannabinoidi e terpeni, e rendimenti finali più voluminosi. Scoprite tutto quanto vi occorre sapere sull'erba poliploide, e come potrebbe orientare il futuro del settore.

Diploidi: Il genoma standard della cannabis

Proprio come noi umani, gran parte delle piante di cannabis sono organismi diploidi, cioè contengono due serie di cromosomi in ciascuna cellula (“di” significa “due”). Nel caso non ricordiate molto delle lezioni di biologia a scuola, i cromosomi sono microscopiche strutture composte da acidi nucleici presenti nel nucleo della cellula. Conservano l'informazione genetica e rendono possibile copiare il DNA durante la divisione cellulare, chiamata anche mitosi.

Ciascuna pianta genitore trasmette alla progenitura 10 cromosomi, e pertanto le cellule della pianta di cannabis diploide possiedono un totale di 20 cromosomi. I ricercatori ritengono che la diploidia offra agli organismi un certo vantaggio di sopravvivenza^[1]. Il fatto di avere due serie di cromosomi significa non soltanto che le cellule possiedono un software di riserva nel caso che un cromosoma venga danneggiato, ma consente anche ai geni sani di prevalere su quelli che presentano mutazioni svantaggiose.

La diploidia offre anche altri vantaggi. La presenza di due serie di cromosomi consente alle piante di adattarsi meglio all'ambiente circostante col passare del tempo. Serie di geni ereditate da entrambi i genitori conferiscono inoltre variabilità genetica alle piante, aumentando le probabilità di ereditare la resistenza a parassiti e malattie, ed altri tratti desiderabili.

La grande maggioranza delle cultivar di cannabis sono per natura diploidi. In natura soltanto una ridottissima percentuale di piante di cannabis nasce con più di due serie di cromosomi. Ma i breeder hanno sviluppato metodi per generare piante con tre o addirittura quattro serie. Noto come poliploidia, questo tratto comporta dei notevolissimi vantaggi, e anche qualche inconveniente.

Panoramica sulla poliploidia nelle piante di cannabis

La poliploidia si verifica in quasi tutte le piante da fiore^[2], in misura variabile. Molte delle colture agricole che sono diventate fondamentali nell'alimentazione umana sono poliploidi, come fragole, caffè, patate e avena. I breeder della cannabis hanno escogitato dei modi per aumentare il numero delle serie di cromosomi all'interno delle cellule di cannabis, servendosi sia della manipolazione chimica che dell'incrocio fra ceppi diploidi e poliploidi.

Le varietà di cannabis poliploide si differenziano dalle loro equivalenti diploidi in vari modi, fra i quali:

• Composizione della parete cellulare: Le ricerche mostrano che la poliploidia altera la composizione^[3] della parete cellulare, ovvero la struttura che circonda la membrana plasmatica. Queste alterazioni influiscono sui livelli di proteine e carboidrati complessi nella parete cellulare, che possono avere ampio influsso sulla tolleranza alla siccità e la difesa dai patogeni.
• Produzione di biomassa: La canapa poliploide produce maggiore biomassa e fiori più pesanti^[4]. Questo ha notevoli implicazioni nell'agricoltura commerciale, per quanto riguarda sia la canapa industriale e medicinale che la cannabis ricreativa.
• Minor fertilità: i poliploidi sono spesso infecondi^[5]. Questo potrebbe sembrare un inconveniente, ma in realtà torna utile quando si coltivano fiori di erba privi di semi.

Tipi di poliploidia nella marijuana

Nel caso non ve ne siate accorti, il mercato della cannabis è esploso nel corso del decennio passato. Man mano che la legalizzazione continua a fiorire, crescono gli sforzi nella ricerca e nello sviluppo. Le aziende stanno investendo considerevoli quantità di tempo, energie e denaro per creare piante e prodotti alla cannabis che facciano aumentare i profitti e soddisfino le richieste dei consumatori. Fino a questo momento i breeder hanno creato cultivar con più elevati livelli di THC, infiorescenze più grosse, maggiori rendimenti e gusto più intenso.

Ora i ricercatori stanno affinando il concetto di poliploidia per migliorare la cannabis come coltura agricola. Attraverso trattamenti chimici e incroci, sono emersi questi tipi di cannabis poliploide:

• Cannabis triploide: Come indica il nome, la cannabis triploide contiene tre serie di cromosomi^[6], per un totale di 30. La progenie eredita una singola serie da un genitore e due dall'altro.
• Cannabis tetraploide: Queste cultivar possiedono quattro serie di cromosomi, due da ciascun genitore. Sebbene le piante tetraploidi possiedano un maggior numero di copie del DNA, sono un precursore delle piante triploidi durante il processo di breeding (ne parliamo più profusamente in seguito).

La cannabis poliploide può risolvere il problema del polline?

Le piante di cannabis poliploide presentano numerosi vantaggi, e potrebbero aiutare i coltivatori a ovviare al problema della fertilizzazione quando si coltiva cannabis a grande scala. Trattandosi di una pianta dioica, la cannabis emerge dal seme come esemplare ben distinto, maschio o femmina. Le femmine producono fiori resinosi ricchi di cannabinoidi e terpeni (se lasciate infecondate), mentre i fiori del maschio producono polline.

Nell'insieme, le piante maschio sono relativamente inutili dal punto di vista della produzione del raccolto. Non solo, ma con la fecondazione riducono la qualità delle infiorescenze femmina, trasformandole da buone sinsemilla a fiori pieni di semi e meno potenti.

L'attuale standard del settore^[7] per far fronte a questo problema consiste nell'effettuare test genetici prima del trapianto. Come potete immaginare, quest'operazione diventa rapidamente dispendiosa, in termini di tempo e di denaro. Ma sia i semi femminizzati che la clonazione offrono una soluzione alternativa. La cannabis poliploide potrebbe diventare una terza opzione per i coltivatori, tanto su piccola scala come a livello commerciale, che desiderino produrre erba senza semi.

Le varietà di cannabis triploide sono praticamente sterili e raramente producono semi, che siano o meno circondate da maschi produttori di polline. Il numero dispari delle loro serie di cromosomi ostacola i processi cellulari che portano allo sviluppo dei semi.

Le piante di cannabis triploidi

Le piante triploidi non sono un'esclusiva del mondo del breeding della cannabis. In orticoltura sono state sviluppate varietà triploidi di tutta una serie di specie differenti, per ottenerne il massimo beneficio. Per esempio, i frutti senza semi, come angurie e banane, sono triploidi. Poiché non sono in grado di produrre semi, sono più pratiche da consumare e perciò più attraenti per i consumatori.

Proprio come le colture triploidi, anche i ceppi di cannabis che possiedono tre serie di cromosomi presentano alcuni vantaggi cruciali. Producono una maggiore biomassa in termini di foglie e gambi, cosa che le rende più pregiate in certe colture commerciali. Le infiorescenze più grandi le rendono estremamente attraenti anche per i coltivatori, oltre che per quei consumatori che nei dispensari o altre rivendite cercano fiori di grandi dimensioni.

Come si generano le piante di cannabis triploidi?

Le piante triploidi appaiono in natura, ma sono estremamente rare. Per generarle, i breeder devono dapprima creare cultivar di erba tetraploide (parleremo di questo procedimento in seguito). Una volta che hanno stabilizzato le genetiche tetraploidi, i breeder devono poi selezionare esemplari diploidi adeguati, dotati dei tratti desiderati. Incrociando un genitore tetraploide accuratamente selezionato con un altro genitore diploide si produce una progenitura triploide.

Tratti delle genetiche di erba triploide

Ora sapete in che modo le piante triploidi e diploidi si differenziano dal punto di vista genetico, ma come si esprimono esattamente tali differenze? Queste sono le differenze cruciali esibite dalle piante triploidi:

• Più grandi e rigogliose: Le ricerche mostrano che le piante di cannabis triploidi tendono a diventare più grandi^[8] delle loro equivalenti diploidi. Un incremento complessivo della biomassa significa più ampie foglie a ventaglio, steli più lunghi ed una rete di radici maggiormente estesa nel terreno.
• Crescita più lenta: Le dimensioni e la produttività delle piante triploidi si accompagnano ad una perdita in un altro ambito: occorre loro più tempo per crescere. Se questo non pone problemi a chi coltiva per hobby, la lunghezza del ciclo vitale costituisce un inconveniente per le imprese commerciali, per le quali una rotazione rapida riveste grande valore.
• Più cannabinoidi: Studi che hanno analizzato le proprietà chimiche di varietà di erba diploidi e poliploidi hanno trovato livelli di cannabinoidi^[9] più elevati nelle varietà triploidi.
• Infiorescenze più grandi: Le varietà di cannabis triploidi producono anche fiori più grandi. Le infiorescenze sono più lunghe, grosse e dense. Fiori più grandi e maggiori quantità di cannabinoidi aumentano drasticamente i rendimenti di ciascuna pianta.

Quali sono i vantaggi delle piante di cannabis triploidi per i breeder?

La cannabis triploide apre ai breeder tutto un nuovo campo di possibilità. Proprio com'è stato con l'avvento delle genetiche autofiorenti e femminizzate, l'ascesa delle piante triploidi potrebbe cambiare il settore della cannabis in tanti modi. Le ricerche contemporanee hanno mostrato che queste varietà sembrano certamente promettenti. Ma quest'innovazione è ancora alle prime fasi, e le piante di erba triploidi presentano anche alcuni inconvenienti che potrebbero frenare la loro adozione da parte di breeder e coltivatori, sia commerciali che dilettanti.

Si possono incrociare piante di cannabis triploidi e diploidi?

Tecnicamente sì. Un breeder potrebbe incrociare ceppi parentali diploidi e triploidi. Ma i risultati probabilmente non varrebbero lo sforzo, dato che l'ineguale quantità delle loro serie di cromosomi può impedire il normale svolgersi del processo riproduttivo. Per giunta, le triploidi sono quasi sempre sterili, e questo vuol dire che esistono pochissime probabilità che arriveranno a sviluppare i semi per dar vita a una progenie.

Quali sono gli inconvenienti delle genetiche triploidi per i coltivatori

Le piante di cannabis triploidi presentano certamente alcuni notevoli vantaggi. Offrono un raccolto privo di semi, maggiori rendimenti, grosse infiorescenze e più cannabinoidi. Per il momento però queste cultivar restano ampiamente confinate ai laboratori di ricerca. Oltretutto presentano anche alcuni inconvenienti. La loro fertilità incredibilmente bassa implica che un coltivatore sarebbe obbligato a mantenere indefinitamente una linea di cloni per preservare una discendenza che gli piacesse. Ciò richiede inevitabilmente risorse come spazio, illuminazione e nutrienti.

In aggiunta a tutto questo, le varietà triploidi sono difficili da creare. Richiedono una conoscenza della genetica delle piante e la capacità di creare ceppi tetraploidi come riserva di genitori. Se vogliamo essere realisti, alla maggior parte dei piccoli coltivatori mancano le conoscenze e le risorse per creare le proprie varietà triploidi.

Le piante di cannabis tetraploidi

Le piante di cannabis tetraploidi sono simili alle triploidi nel senso che sono anch'esse poliploidi. Ma invece che tre serie di cromosomi, ciascuna delle loro cellule ne possiede quattro: due serie da ciascun genitore. Queste varietà sono in certa misura più facili da creare rispetto alle triploidi; possiamo vederle come un loro precursore botanico.

Come si formano le piante d'erba tetraploidi?

I botanici creano le piante tetraploidi con un intervento chimico. Esistono alcune molecole che, quando vengono applicate a una pianta d'erba, portano le cellule a moltiplicare i loro cromosomi. Fra questi composti c'è la colchicina^[10], una sostanza chimica esistente in natura e che si trova nel colchico d'autunno (o falso zafferano), in grado di interferire con la divisione cellulare. I ricercatori utilizzano anche l'orizalin, un'alternativa meno tossica, per ottenerne gli stessi risultati.

Tratti delle genetiche tetraploidi

Le varietà di cannabis tetraploidi possiedono anch'esse tratti unici che le rendono attraenti per breeder e coltivatori. Fra queste qualità troviamo:

• Peculiare morfologia delle foglie: Le varietà tetraploidi hanno foglie diverse rispetto alle loro cugine diploidi. Le loro foglie a ventaglio sono più ampie^[11] ed hanno dita più lunghe e spesse. Anche le cellule di guardia che aprono e chiudono gli stomi sono più spesse e lunghe.
• Maggior densità dei tricomi: I tricomi sono le piccole ghiandole che si trovano sulla superficie dei fiori e delle foglie. Queste strutture simili a cristalli sono responsabili della produzione di cannabinoidi e terpeni, le sostanze chimiche responsabili degli effetti di ciascuna varietà. Gli studi mostrano che le foglioline apicali tetraploidi producono circa il 40% di tricomi in più^[12] rispetto a quelle diploidi.
• Maggiori rendimenti: Le piante tetraploidi producono una maggior resa complessiva^[13]. Questa comprende anche una quantità leggermente maggiore di fiori secchi e una quantità significativamente più grande di foglie da potare, che possono essere usate per produrre hashish o altri estratti.
• Più terpeni: I terpeni aromatici sono responsabili delle fragranze e dei gusti propri di ciascuna varietà. Svolgono anche un ruolo importante negli effetti soggettivi delle diverse cultivar. Studi preliminari mostrano che le varietà tetraploidi producono molti più terpeni^[14] nelle foglie e nei fiori.

L'importanza delle piante di cannabis tetraploidi nel breeding

Considerati i tratti notevoli che abbiamo appena elencato, la cannabis tetraploide presenta decisamente un grosso potenziale. Ma ancora una volta, per il momento fareste fatica a mettere le mani su una qualsiasi varietà tetraploide. Potremmo però vederle arrivare sul mercato nel prossimo futuro. È probabile che i breeder si serviranno di questa tecnologia per creare varietà più produttive, resinose, gustose e potenti. C'è pure la possibilità che un giorno vedremo spuntar fuori anche le versioni tetraploidi di alcune delle varietà di cannabis più note.

Si può incrociare una pianta di cannabis tetraploide con una diploide?

Sì! Anzi, è proprio così che i breeder creano le piante triploidi. Incrociare una diploide con una tetraploide dà come risultato una pregenie dotata di tre serie di cromosomi. Nonostante le piante tetraploidi mostrino una ridotta fertilità femminile rispetto alle diploidi, sono comunque in grado di riprodursi (semplicemente producono meno semi).

Gli svantaggi delle genetiche tetraploidi

Proprio come molte genetiche triploidi, le piante tetraploidi esibiscono alcuni tratti davvero degni di nota, e sono anche relativamente facili da creare tramite manipolazione chimica. Ma presentano anche alcuni inconvenienti. Primo, la loro scarsa fertilità rende difficile realizzare incroci che vadano a buon fine. Sembrano avere anche un tasso di crescita più lento rispetto alle varietà diploidi, e questo le rende meno attraenti per i coltivatori che cercano rapidità. Infine, per ora, rimangono confinate ad un'area di nicchia del breeding, e una mancanza di vera comprensione riguardo alle tetraploidi rende difficile per gran parte dei dilettanti lavorare con esse.

La cannabis poliploide: Un fenomeno affascinante ed utile

Nonostante si tratti solo di una singola specie vegetale, intorno alla cannabis ruota un'industria gigantesca. Quella che è partita come pianta selvatica è diventata, con l'aiuto dell'innovazione umana, una pianta variegata e addomesticata, che può assumere molte forme differenti. Grandi passi avanti nel breeding hanno introdotto novità quali le varietà autofiorenti e femminizzate, oltre che le prime vere ibride F1.

Sembra che sia arrivato ora il turno delle poliploidi di stravolgere il settore. Proprio così: il breeding della cannabis è arrivato al punto di moltiplicare la quantità di cromosomi nelle cellule delle piante! Sia la cannabis triploide che quella tetraploide presenta alcuni promettenti vantaggi, come infiorescenze più grosse, più THC e più terpeni. La ricerca è ancora alle prime fasi, ma potete aspettarvi di sentir parlare molto della cannabis poliploide nei prossimi anni!