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Perché la marijuana produce il THC ed altri composti chimici?
La cannabis produce oltre 100 cannabinoidi e più di 150 terpeni. Ma perché le piante d’erba usano così tante risorse per produrre queste molecole? Ebbene, le usano come armi di autodifesa e mezzo di comunicazione. Fai un tuffo profondo nel mondo della fitochimica della cannabis per scoprire perché queste sostanze chimiche sono così vitali.
Indice:
Che cosa sai dei cannabinoidi e terpeni? Molto probabilmente li assocerai ad effetti, sapori e odori della marijuana. Tuttavia, le piante hanno prodotto queste molecole molto prima che iniziasse l'ossessione dell'umanità per l'erba, impiegandole per proteggersi dai parassiti, difendersi dalle malattie e persino per comunicare tra loro.
Le piante esistono come entità autonome in natura e danno priorità alla propria sopravvivenza piuttosto che soddisfare noi umani con i loro gusti, odori ed effetti. Mentre apprezziamo i cannabinoidi e i terpeni per questi scopi, le piante li creano per respingere altre forme di vita.
Queste molecole funzionano come meccanismi di difesa contro tutti i tipi di stress, compresi gli animali erbivori, insetti, agenti patogeni e persino la luce solare.
Hai mai dato un'occhiata ravvicinata ad un fiore di cannabis? Se è così, probabilmente avrai notato quelle piccole strutture scintillanti. Queste forme dall’aspetto ghiacciato sono conosciute come tricomi—ghiandole incaricate della biosintesi di terpeni e cannabinoidi, che vengono prodotti sotto forma di resina viscosa. Questo strato appiccicoso—la stessa sostanza che si attacca alle dita dopo aver maneggiato le cime—funge da scudo protettivo contro le minacce sopra menzionate.
Di seguito, scoprirai le maggiori sfide che le piante di cannabis devono affrontare in natura e negli spazi di coltivazione artificiali e come i cannabinoidi e i terpeni le aiutino a sfidare la sorte e sopravvivere.
Lo stress delle piante stimola la produzione di cannabinoidi e terpeni
Cosa vedi quando guardi una pianta di cannabis? Sembrano abbastanza felici, vero? Probabilmente non ti lamenteresti se dovessi passare la maggior parte delle tue giornate seduto al sole, non facendo altro che rilassarti. Tuttavia, le cose non sono così facili per le nostre amiche piante. Ogni giorno, le piante di cannabis affrontano diversi tipi di stress. Per fortuna, la loro capacità di sfornare cannabinoidi e terpeni le aiuta ad affrontare le sfide ambientali.
Entrambi questi gruppi di sostanze fitochimiche rientrano nell'ambito dei metaboliti secondari. Queste molecole non sono direttamente coinvolte nella crescita, nello sviluppo e nella riproduzione delle piante come i metaboliti primari, ma le aiutano ad affrontare i principali fattori di stress.
Scopri di seguito i due tipi di stress che devono affrontare le piante di cannabis.
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Stress biotico
Le piante vengono esposte a stress biotici per mano di altri organismi viventi. Per ricordarlo, tieni semplicemente presente che “bio” significa “della vita”. I principali tipi di stress biotico che devono affrontare le piante di cannabis includono:
- Insetti parassiti come afidi, mosche bianche, moscerini dei funghi e bruchi
- Agenti patogeni batterici, fungini e virali come Fusarium, oidio e viroide latente del luppolo
- Grandi mammiferi
- Nematodi
- Altre piante
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Stress abiotico
D’altro canto, lo stress abiotico si riferisce allo stress imposto alle piante di cannabis da fonti non viventi. Esempi di stress abiotico sono fisici o chimici ed includono:
- Siccità (stress idrico)
- Irrigazione eccessiva
- Temperatura (freddo e caldo)
- Tossicità minerale
- Radiazione UV
Guerra biochimica
Ogni volta che ti sei seduto sul divano per farti una canna, probabilmente non sapevi che stavi inalando un'arma biochimica. In effetti, le piante di cannabis investono risorse preziose nella produzione di queste sostanze chimiche per proteggersi dagli insetti nocivi.
Alcune infestazioni di parassiti lasciano solo un paio di buchi e spesso è l’intervento dei loro custodi umani a prendersi cura del problema. Tuttavia, se non vengono controllate, alcune specie di insetti possono sovrastare rapidamente intere piante di cannabis. Per evitare che ciò accada, le piante utilizzano terpeni e cannabinoidi per scacciare gli intrusi.
Se hai mai aperto una bottiglia di oli essenziali per sentire il suo odore, saprai quanto siano potenti i terpeni. Ora, immagina di ridimensionarlo al livello di un insetto. I terpeni pungenti funzionano come deterrente alimentare che respinge del tutto alcune specie. Ma non è tutto. Quando vengono attaccate, le piante emettono anche dei terpeni come segnali per attrarre insetti carnivori[1] che si cibano dei parassiti erbivori dannosi.
Tuttavia, non sono solo i terpeni a prendersi tutto il merito quando si tratta di difesa dagli insetti. Anche alcuni cannabinoidi si prestano a proteggere le piante di cannabis dagli attacchi. Il CBD ha mostrato proprietà insetticide[2] ed il THC produce un effetto tossico[3] contro alcuni insetti.
Protezione contro gli agenti patogeni
Le piante di cannabis si ammalano quando vengono esposte a determinati batteri e virus e, proprio come noi, generano una risposta immunitaria che le aiuta a combattere i fastidiosi microbi. Quando i patogeni riescono a prendere piede, le piante producono una quantità maggiore di terpeni per incrementare le possibilità di sopravvivenza. I terpeni agiscono come inibitori dei patogeni generali o specializzati, grazie alle loro qualità antivirali, antibatteriche ed antimicotiche.
Tuttavia, le piante non hanno sempre successo in questa lotta incessante. I virus sono agenti patogeni dinamici e sono in una costante battaglia per la supremazia contro i loro rivali, ovvero le piante. Ad esempio, alcuni virus delle piante sono in grado di sopprimere la produzione di terpeni.
Respingere gli erbivori
Gli insetti non sono le uniche forme di vita con un debole per la cannabis. Anche diverse specie di mammiferi amano cibarsi delle foglie di cannabis. Ma le piante di cannabis non stanno semplicemente lì ad aspettare impotenti che questi esseri si sazino. Infatti, si accorgono rapidamente di essere masticate, rilevando la vibrazione delle foglie[4] prodotta da questo spuntino letale e reagendo di conseguenza. Come tentativo per respingere gli aggressori, le piante incrementano la produzione di terpeni per rendersi meno appetibili.
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Crema solare naturale
Le piante di cannabis coltivate all’aperto dipendono dal sole per la sopravvivenza. Tuttavia, il sole ha un lato oscuro. I raggi emessi da questa gigantesca sfera di gas comprendono diversi tipi di radiazioni, incluse quelle UVA e UVB. Se hai mai passato troppo tempo a rilassarti sulla spiaggia, saprai in prima persona quanto siano dannose queste lunghezze d'onda. Ora immagina di essere una pianta di cannabis, seduta in un clima caldo tutto il giorno senza alcun riparo. Come gestiscono questa situazione?
Si dà il caso che producano la loro crema solare. In risposta allo stress abiotico delle radiazioni UV, le piante di cannabis producono quantità maggiori di metaboliti secondari[5]. Questo non solo le protegge dalle radiazioni nocive, ma l'aumento delle sostanze chimiche difensive può offrire un vantaggio contro gli agenti patogeni e gli erbivori.
Comunicazione delle piante
Quindi, le piante sanno quando vengono mangiate e sono consapevoli di quando stanno prendendo troppo sole. Ma non si fermano qui. Le piante usano i terpeni anche per comunicare tra di loro[6]—non stiamo scherzando! Dopo essere state mangiate, attaccate o infettate, le piante emetteranno terpeni per allertare i loro vicini.
I terpeni trasportati dall’aria provocano una reazione nelle cellule riceventi, spronando le piante a generare una difesa chimica per proteggersi da potenziali pericoli.
Tuttavia, le piante non usano solo i terpeni per comunicare con altri organismi sopra il livello del suolo. Usano queste molecole anche come linguaggio chimico[7] per comunicare con una miriade di organismi viventi nel suolo, inclusi batteri, funghi e insetti. Tuttavia, i ricercatori stanno stanno appena iniziando ad esplorare questa nuova affascinante area di ricerca.
Sopra il livello del suolo, la cannabis rilascia terpeni dai tricomi ghiandolari che si concentrano sui fiori. Tuttavia, sotto il suolo, emettono terpeni attraverso le loro radici per comunicare con altri organismi e manipolare lo stato dell'ecosistema all'interno della rizosfera (la striscia di spazio attorno al sistema radicale).
Ad esempio, i ricercatori hanno scoperto che alcune piante rilasciano β-pinene ed E-cariofillene attraverso le loro radici per attirare i nematodi predatori ed eliminare quelli che si nutrono di radici. Alcune specie emettono anche la molecola “arabidina” per controllare il numero di batteri nella rizosfera: sono in grado di promuovere o inibire selettivamente diverse specie microbiche a loro favore.
Qui, la scienza rimane agli albori, ma l'enorme motore economico che alimenta la ricerca orticola nello spazio della cannabis inevitabilmente svelerà questi segreti. Non ci vorrà molto prima di comprendere il meccanismo utilizzato dalla cannabis per sfruttare il rilascio di terpeni sotterranei ed influenzare le relazioni con funghi micorrizici simbionti, batteri ed organismi che provocano malattie.
Come gli umani hanno alterato i livelli di cannabinoidi e terpeni
Le piante di cannabis selvatiche, a volte chiamate autoctone, dipendono dalla loro capacità di produrre terpeni e cannabinoidi per affrontare lo stress e sopravvivere. Tuttavia, questi esemplari possiedono livelli molto più bassi di quelli ibridati nelle serre hi-tech. Attraverso il breeding selettivo intensivo, gli esseri umani sono riusciti a produrre cultivar geneticamente progettate per pompare livelli molto più elevati di metaboliti secondari per soddisfare i nostri desideri di gusto, odore ed effetti psicoattivi.
I cannabinoidi e terpeni svolgono ruoli vitali
Ed eccoci qui! I cannabinoidi e i terpeni svolgono un ruolo chiave in natura. Aiutano le piante a respingere insetti e mammiferi, a proteggerle dai raggi UV e persino ad avvisarsi a vicenda dei pericolo in avvicinamento. Ora, ogni volta che fai un tiro una canna o affondi i tuoi denti in un edibile, ti ricorderai dell'incredibile tecnologia naturale che ti permette di prendere parte a quell'esperienza.
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
Liberatoria:
Questo contenuto è solo per scopi didattici. Le informazioni fornite sono state tratte da fonti esterne.
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