Cannabaceae: ontdek de neefjes van wiet

Je bent vast wel bekend met wiet; je hebt haar smaken en effecten misschien weleens ervaren, en wellicht heb je de plant zelfs al eens gekweekt. Maar ken je ook de familieleden van de wietplant?

Wiet behoort tot een botanische familie genaamd 'Cannabaceae', die uit 170 verschillende soorten bestaat. Sommige daarvan, waaronder hop, zijn heel bekend, vooral als je van ambachtelijk bier houdt. Andere soorten zijn echter relatief onbekende bloeiende planten en bomen, waarvan sommige bessen dragen. Lees verder om deze plantenfamilie en de naaste verwanten van de wietplant beter te leren kennen.

Introductie van Cannabaceae

Soms wordt deze groep ook wel de 'hennepfamilie' genoemd, en de meeste soorten die hiertoe behoren, groeien in gematigde streken op het noordelijk halfrond. Ondanks dat ze verwant zijn, zou je dit echter nooit van het uiterlijk alleen af kunnen leiden. Sommige (zoals wiet) zijn bijvoorbeeld rechtopstaande, vrijstaande planten met stevige stengels. Andere (waaronder hop) zijn juist klimplanten die wel tien meter hoog kunnen worden. De familie omvat zelfs grote boomsoorten die in de bossen van Madagaskar, Mexico en Australië groeien.

Afgezien van wiet en hop, die wel enkele visuele overeenkomsten vertonen, lijkt de rest van de familie niet echt op elkaar. Maar hoe kwamen botanici er dan achter dat al deze soorten verwant zijn? Dit is te danken aan de opkomst van DNA-sequencing en de daaropvolgende vorderingen in de fylogenetica. Maar wat betekenen deze termen precies? We gaan het je allemaal uitleggen!

Achtergrond van Cannabaceae

Botanici voeren al eeuwenlang taxonomische studies uit. 'Taxonomie' verwijst daarbij naar het benoemen, definiëren en classificeren van biologische organismen in groepen op basis van gedeelde kenmerken. Vóór 1583 gooiden botanici wiet op één hoop met genetisch niet-verwante planten. Dit deden ze op basis van kenmerken als menselijk gebruik en bladvorm.

In 1583 legde de Italiaanse arts, filosoof en botanicus Andrea Cesalpino echter voor het eerst een taxonomisch verband^[1] tussen wiet en hop. In plaats van planten te categoriseren op basis van rudimentaire kenmerken, besloot hij ze samen te bundelen op basis van hun essentiële functies, inclusief hun bloemen en vruchten.

Dit stelde de botanicus in staat om honderden jaren geleden, zijn tijd ver vooruit, een nauwkeurige associatie tussen wiet en hop te maken. Inmiddels is duidelijk dat alle soorten binnen de familie Cannabaceae bladloze bloemen hebben en vruchten met één zaadje produceren. Maar andere botanici dwaalden van deze inzichten af. Sommige taxonomen plaatsten wiet namelijk in de familie van de Urticaceae, een groep die meer dan tweeduizend soorten omvat, met name brandnetels.

Weer andere botanici plaatsten de plant in de moerbeifamilie (Moraceae), een familie die de moerbei, vijgen, jackfruit en de broodboom omvat.

Veel vroege taxonomen plaatsten ook soorten van Cannabaceae, Urticaceae en Moraceae bij elkaar. In de 18e eeuw categoriseerde de Franse natuuronderzoeker en taxonoom Michel Adanson Cannabis, Humulus (hop) en Celtis samen. Zijn bevinding kreeg echter geen navolging. Later erkende de Russische botanicus en filoloog Ivan Martinov wel de familiebanden tussen wiet en hop. Hij bedacht de term 'Cannabaceae' om ze een taxonomisch thuis te bieden.

Als je erover nadenkt, hebben deze vroegere botanici best iets bijzonders bereikt. Zonder het gebruik van moderne technologie groepeerden ze namelijk genetisch verwante planten op basis van visuele kenmerken. Nu hebben we echter genetische hulpmiddelen waarmee botanici de bevindingen van hun vroegere collega's zowel kunnen bevestigen als corrigeren.

De fylogenetica veranderde alles

In plaats van alleen af te gaan op morfologische en visuele eigenschappen, maakt de fylogenetica (ook wel: fylogenie) gebruik van DNA-sequentiebepaling. Zo kunnen wetenschappers soorten tot grotere families samenvoegen. De definitie van fylogenetica^[2] is "de systematische studie van het reconstrueren van de evolutionaire geschiedenis van bestaande soorten of taxa in het verleden, gebaseerd op hedendaagse gegevens, zoals weefsels of moleculaire informatie (sequentiegegevens)". Volgens het Europees Instituut voor Bioinformatica^[3] omvatten de belangrijkste elementen van de fylogenetica:

• Genetische sequenties observeren
• Reconstrueren van evolutionaire geschiedenis
• Gedetailleerde evolutionaire processen ontdekken
• Superieure evolutionaire modellen ontwikkelen

Wetenschappers op dit gebied zijn in staat een fylogenetische stamboom te construeren door nucleotiden (de basisbouwstenen van DNA) en eiwitsequenties te analyseren. Eenmaal in kaart gebracht, biedt dit zicht op gebeurtenissen uit het verleden die tijdens het evolutieproces hebben plaatsgevonden. Als je 'fylogenetische stamboom' in je zoekmachine typt, zie je hoe allerlei levensvormen, families en soorten zich vertakken.

Met deze technologie heeft de Angiosperm Phylogeny Group de familie Cannabaceae uitgebreid^[4] door deze met Celtidaceae samen te voegen. Hoewel DNA-sequencing botanici in staat stelt nauwkeurige plantengroepen te construeren, helpt het ook om deze bevindingen te matchen met overeenkomsten in morfologie, fytochemie en voorouderlijke reconstructie. Dit is een proces waarbij fenotypische eigenschappen over een fylogenetische stamboom worden gelegd. Botanici hebben traditioneel acht morfologische kenmerken^[5] gebruikt om soorten binnen de Cannabaceae te classificeren, namelijk:

• Seksueel systeem
• Bladopstelling
• 'Pollen aperture number' (het aantal zachte plekken op een stuifmeelkorrel)
• Aestivation (indeling van bloemen)
• Fruitsoort
• Zaadmorfologie
• Perianth (niet-reproductief deel van de bloem) in de vruchtperiode
• Positie van de steunblaadjes

Maar hoe ziet de fylogenetische stamboom van de Cannabaceae er dan uit? Daarvoor helpt het om de verschillen tussen een geslacht en een soort te begrijpen. In de wereld van de binominale nomenclatuur staat in de hiërarchie van classificatie een geslacht hoger dan een soort. Dit betekent dat soorten die op elkaar lijken tot hetzelfde geslacht behoren en dat meerdere geslachten een familie vormen.

Neem bijvoorbeeld wiet. Sommige botanici beweren dat het geslacht Cannabis monotypisch is en alleen Cannabis sativa omvat. Weer anderen beweren echter dat het uit drie verschillende soorten bestaat^[6]: C. sativa, C. indica en C. ruderalis. Volgens deze logica behelst de fylogenetische stamboom van de Cannabaceae negen verschillende geslachten, die elk uit diverse soorten bestaan. Deze geslachten omvatten:

Binnen deze stamboom vind je ook kleine 'clades'. Dit zijn groepen geslachten die nauwer verwant zijn dan andere. Cannabis en Humulus vormen bijvoorbeeld een clade, net als Pteroceltis en Chaetachme. Hieronder zullen we de meest interessante van deze geslachten in meer detail bekijken om je te helpen nog meer inzicht in Cannabaceae te krijgen.

• Cannabis

Dit geslacht behoeft eigenlijk geen introductie. Je kent de wietplant vast wel, evenals de meest prominente fytocannabinoïden in haar toppen en verschillende strains. Cannabis is historisch en economisch gezien het meest significante geslacht binnen de familie Cannabaceae.

Interessant is dat wetenschappers hebben ontdekt dat stoffen in cannabis het lichaam specifiek beïnvloeden via het endocannabinoïdesysteem, ook wel het 'ECS' genoemd. Lopende onderzoeken proberen daarbij het potentieel van THC, CBD, andere cannabinoïden en een schat aan terpenen bloot te leggen.

• Humulus

Dit kleine geslacht bevat slechts zeven soorten. Onder hen onderscheidt Humulus lupulus zich als de bekendste. Deze klimplant kan een indrukwekkende hoogte bereiken en heeft bladeren met zeven bladvingers die redelijk op die van wiet lijken.

Net als wiet zitten hopbloemen ook vol met aromatische terpenen, waaronder humuleen, myrceen en caryofylleen. Brouwers van ambachtelijk bier maken volop gebruik van deze vluchtige aromatische verbindingen om dynamische smaken aan IPA's en andere brouwsels toe te voegen.

• Celtis

Hop lijkt dus enigszins op wiet, en beide planten ruiken vergelijkbaar. Maar andere geslachten binnen de familie Cannabaceae lijken totaal niet op planten uit deze groepen. Neem bijvoorbeeld Celtis. Dit geslacht bestaat uit zo'n zeventig soorten, waaronder de zwepenboom en brandnetels.

Deze soorten komen in veel gebieden voor: van Zuid-Europa tot Oost-Azië, Zuid- en Noord-Amerika en Afrika. Veel daarvan bereiken een hoogte van wel 25 meter en sommige bomen worden dankzij hun hoogwaardige hout ook voor meubels gebruikt.

• Trema

De leden van dit geslacht lijken ook helemaal niet op wiet. Alle vijftien soorten zijn groenblijvende bomen die nauw verwant aan hun Celtis-neefjes zijn. Deze soorten houden van de warmte in Zuid-Azië, Noord-Australië, Afrika en sommige delen van Noord-Amerika. Ze kunnen tot wel twintig meter hoog worden en produceren puntige bladeren met gekartelde randen. Sommige soorten hebben het vermogen om stikstof te binden en in arme grond te gedijen.

Cannabaceae — wat een familie!

Zie je door de bomen het bos niet meer? Maak je geen zorgen, wij dachten hetzelfde nadat we de familieleden van wiet ontdekten, vooral die torenhoge bomen! Je kent nu de basis van de familie Cannabaceae en weet hoe de combi van ouderwetse plantkunde en moderne fylogenetische technologie de geslachten hebben gecategoriseerd. Plan dus snel een rooksessie met je vrienden en deel je nieuwe kennis!