Задача категоризации и каталогизации миллиардов видов растений, которые существовали на нашей планете с момента зарождения жизни, является огромной и чрезвычайно сложной. До разработки генетического тестирования классификация на основе предполагаемого сходства была единственным способом отнести растение к его правильному таксону.
Теперь, когда мы развили изучение филогенетики (эволюционных отношений между группами организмов), у нас есть некоторая основа для классификации растений в соответствии с их генетическим сходством, но это не обеспечивает беспроблемного подхода к такой сложной задаче.
Каннабис в кладистической системе
Однако мы можем, по крайней мере, начать классифицировать растения по кладистической системе. Кладистическая система основана на наличии одного общего предка. Таким образом, каждая клада (ветвь) филогенетического дерева содержит потомков одного общего предка. Когда многие растения имеют общего предка, их называют монофилетическими.
Согласно интегрированной таксономической информационной системе (ITIS), вид Cannabis sativa L. относится к роду Cannabis, входящему в семейство Cannabaceae. Семейство Cannabaceae вместе с тремя другими семействами составляют (неформальный) подотряд Urticalean rosids порядка Rosales. Наряду с крапивообразными к порядку Rosales относятся еще пять семейств; к ним относятся Rosaceae (роза) и Rhamnaceae (облепиха).
Сложный и запутанный мир систематики растений
Отряд Rosales принадлежит к неофициальному подклассу (или надотряду) Rosanae (или Rosidae), огромной кладе, включающей почти четверть всех цветковых растений. Эти «розиды» принадлежат к классу Magnoliopsida или Eudicot, который является членом Infradivision покрытосеменных. Они, в свою очередь, относятся к подразделу Spermatophytina, отделу Tracheophyta, подцарству Streptophyta или Embryophyta (наземные растения), подцарству Viridiplantae (зеленые растения).
Тип Viridiplantae состоит из зеленых водорослей, а также всех наземных растений. Наряду с типами Rhodophyta (красные водоросли) и Glaucophytes (пресноводные микроводоросли) он составляет царство Archaeplastida, которое также известно как Plantae sensu lato, что означает «растения в более широком смысле».
Вопрос о том, является ли Archaeplastida на самом деле более высокой кладой, состоящей из царств Viridiplantae и т. д. Несколько спорен.
Характеристики различных таксонов
Все архепластиды имеют хлоропласты, которые подвергаются фотосинтезу для производства энергии; кроме того, хлоропластные клетки архепластид имеют общие структуры, обычно окруженные всего двумя мембранами.
Viridiplantae отличаются от других типов клады Archaeplastida тем, что они производят как хлорофилл a, так и b , что придает им их обычный зеленый цвет; родофиты и глаукофиты производят только хлорофилл а.
Эмбриофиты включают все наземные растения и, как полагают, отделились от зеленых водорослей около 540 миллионов лет назад (млн лет назад).
Трахеофиты, или сосудистые растения, содержат волокнистую ткань для проведения воды и минералов и включают мхи и папоротники, а также цветковые растения. Сперматофитины - это сосудистые растения, производящие семена , которые, как полагают, отделились от растений, не несущих семена, около 319 млн лет назад.
Покрытосеменные классифицируются таким образом из-за их общей характеристики — нести семена, заключенные в защитные структуры; все они несут цветы, которые позже дают плоды, содержащие семена , и появились в летописи окаменелостей около 192 млн лет назад. Эвдикоты- это покрытосеменные растения, у которых два зародышевых листа, в отличие от однодольных, которые производят только один. Эвдикоты также имеют характерный рисунок с тремя бороздками на пыльцевом зерне.
Надотряд Rosidae и семейство Rosaceae.
Считается, что Rosidae появились 108–121 млн лет назад и обычно характеризуются своими эффектными цветами - крапивницы являются заметным исключением из этого правила. Исследования показали, что более поздние эволюционные расхождения имели тенденцию к неброскости, поскольку опыление ветром стало более распространенным. Порядок Rosales включает в себя огромное разнообразие вечнозеленых и лиственных деревьев, кустарников, виноградных лоз и трав: например, семейство Rosaceae содержит невероятное разнообразие важных видов, включая персик, яблоню, землянику, миндаль и, конечно же, розу.
Относительно недавние Urticalean rosids
Считается, что это относительно недавние ответвления филогенетического древа, крапивница характеризуется своими часто неброскими и в основном однополыми цветками (хотя цветки вяза обычно обоеполые). Помимо Cannabaceae, Urticales включает семейства Urticaceae (крапива), Ulmaceae (вяз) и Moraceae (тутовник или инжир). Мужские цветки невзрачные и не содержат лепестков, только чашелистики; женские яичники содержат одну яйцеклетку и производят одно семя.
Urticalean rosids демонстрируют огромные различия в морфологии и биогеографии и разработали несколько поразительных приспособлений. Растения обычно опыляются ветром, хотя некоторые представители семейства Moraceae опыляются насекомыми. Некоторые виды семейства крапивных обладают уникальной способностью мгновенно рассеивать пыльцу по ветру. Плоды могут быть твердыми, сухими семянками, как у каннабиса; мясистые костянки, как у каркаса; мясистые синкониумы, характерные только для инжира; или составные грозди, как у шелковицы. Интересно, что несколько видов шелковицы обладают легкими галлюциногенными свойствами, а из коры можно получить высококачественную клетчатку.
Запутанная классификация семейства Cannabaceae
170 или около того членов семейства Cannabaceae имеют несколько характеристик, которые отличаются от Urticales в целом. Данные ДНК показали, что все они связаны между собой, и, конечно же, гумулус (хмель) и каннабис имеют очевидное сходство в отношении структуры цветков. Оба содержат терпеноиды , что объясняет их схожий аромат, но гумулус - это лиана (вьющееся растение), а каннабис -травянистое растение. Род Celtis (каркас) относительно отличается: виды Celtis обычно представляют собой высокие лиственные деревья с простыми листьями, в отличие от сложных пальчатых листьев, встречающихся у гумуса и каннабиса. Деревья Celtis обычно не двудомные, и хотя цветы обычно однополые, они встречаются на одном и том же растении.
Несмотря на множество различий, мужские цветки многих видов Celtis имеют поразительное сходство с цветками каннабиса. Другие сходства между членами семейства Cannabaceae включают листья с прилистниками (у каннабиса прилистники представляют собой два крошечных отростка у основания каждого листа) и цистолиты или увеличенные клетки листьев, содержащие кристаллы карбоната кальция.
Другие заслуживающие внимания растения Cannabaceae
Хотя обычно считается, что Cannabis и Humulus являются единственными двумя родами Cannabaceae, имеющими какую-либо коммерческую ценность, есть несколько других видов, которые представляют большую ценность в тех регионах, в которых они произрастают.
Различные виды Celtis выращиваются либо для получения древесины, либо в качестве декоративных растений, например, охраняемое южноафриканское дерево C. Africana . Красивое, быстрорастущее, морозо и засухоустойчивое. Его обильные цветы и маленькие сладкие плоды также привлекают в сад разнообразных птиц и насекомых.
Для этих целей также широко культивируются C. sinensis из Восточной Азии и C. australis из Южной Европы.
Trema orientalis , распространенный вид, распространенный в тропических и умеренно-теплых регионах Африки, Азии и Океании, находит широкое применение. Многие коренные народы называют его «угольным деревом», поскольку одно из его применений производство древесного угля. Его древесина сгорает быстро и легко, а также используется для изготовления бумаги и целлюлозы из-за высокой прочности волокон на растяжение.
Волокна коры используются для изготовления веревок или шпагатов, а выделяющийся сок можно использовать для водонепроницаемости рыболовных лесок. Он также используется в качестве корма для животных. Интересно, что T. orientalis используется в различных традиционных медицинских целях , многие из которых очень похожи на таковые у каннабиса среди прочего, он используется для лечения дизентерии, воспалений, ангины и астмы и показал многообещающие результаты в предварительных испытаниях, стабилизатор сахара в крови при диабете.
Aphananthe aspera , вид из Восточной Азии, также известный как дерево муку, является высоко ценимым декоративным растением, традиционно используемым в классических китайских садах. A. aspera также полезен как источник волокна и древесины, а его листья используются в качестве тонкой наждачной бумаги для полировки деревянных и подобных предметов. Особенно красивая семиствольная A. aspera внесена в список памятников природы Южной Кореи; Считается, что этому шестнадцатиметровому экземпляру около трехсот лет.
Являются ли каннабиноиды уникальными для каннабиса?
Род Cannabis, по-видимому, уникален в семействе Cannabaceae тем, что содержит каннабиноиды. Имеются данные, свидетельствующие о том, что каннабимиметики - соединения, подобные каннабиноидам, — обнаружены в других видах растений, в частности, в эхинацее, которая относится к подклассу астерид и, следовательно, должна была эволюционировать отдельно от каннабиса в течение миллионов лет. Это может означать, что протоканнабиноидная система существовала у общего предка обоих растений до расхождения клад Rosid и Asterid около 126 млн лет назад.
Однако, насколько известно, никакие другие виды растений не производят ТГК или КБД. Эти каннабиноиды специфичны для растения каннабис. Есть компании, которые утверждают, что производили КБД из таких источников, как лимонен из цитрусовых и кора вечнозеленых растений из Юго-Восточной Азии, но до сих пор не появилось ни одной независимой рецензируемой науки, подтверждающей эти утверждения.
Учитывая маловероятность внезапного возникновения новых видов растений, содержащих полностью функциональную фитоканнабиноидную систему, постепенная эволюция сложных каннабиноидных систем из более рудиментарных линий кажется единственным правдоподобным объяснением. Следы ранних видов Cannabaceae были обнаружены в окаменелостях мелового периода, датируемых возрастом до 93,5 млн лет назад, но нет конкретных доказательств того, когда род Cannabis разошелся.
Тот факт, что ни один из близких живых родственников каннабиса не имеет признаков каннабиноидной системы, удивителен, но по мере продолжения исследований может быть обнаружено больше растений, содержащих каннабиноиды. Это может потребовать дальнейшей перетасовки сложной и запутанной системы классификации растений.
