Genetische Variation: Warum keine zwei Cannabispflanzen gleich sind

Was genetische Variation ist und woher sie stammt

Genetische Variation beschreibt Unterschiede im Erbgut zwischen Pflanzen derselben Art oder Population. Sie entsteht, wenn an einem Genort mehr als ein Allel in der Population vorkommt – wenn also nicht alle Pflanzen exakt dieselbe genetische Ausstattung tragen. Ohne genetische Variation gäbe es nichts, woraus Züchtung oder natürliche Anpassung auswählen könnte.

Ihre ursprüngliche Quelle ist die Mutation: eine dauerhafte, vererbbare Veränderung der DNA-Sequenz. Die Züchtungslehre unterscheidet kleine Mutationen, bei denen einzelne oder wenige Nukleotide ausgetauscht, eingefügt oder entfernt werden, von großen Mutationen, die ganze Chromosomenabschnitte betreffen – etwa Verluste, Einfügungen, Umkehrungen oder Verdopplungen. DNA repliziert sich zwar mit hoher Genauigkeit, aber gelegentliche Fehler bei der Zellteilung reichen aus, damit über viele Generationen hinweg laufend neue Allele entstehen. Jedes Allel, das heute bei Cannabis existiert – ob es nun den Chemotyp, die Autoflower-Eigenschaft oder Wuchsmerkmale betrifft –, geht letztlich auf eine solche Mutation in der Vergangenheit zurück.

Wie vorhandene Variation bei jeder Generation neu gemischt wird

Mutation erzeugt neue Allele, aber die meisten sichtbaren Unterschiede zwischen Pflanzen einer Generation entstehen anders: durch Rekombination und unabhängige Vererbung bereits vorhandener Allele. Während der Meiose, der Zellteilung, die Samen- und Pollenzellen hervorbringt, werden homologe Chromosomen neu gemischt, und Gene auf verschiedenen Chromosomen werden unabhängig voneinander an die Keimzellen weitergegeben. Wie diese Mechanismen im Detail funktionieren, beschreibt der Artikel zu den mendelschen Regeln.

Das Ergebnis: Selbst zwei Samen aus derselben Blüte tragen unterschiedliche Kombinationen der elterlichen Allele. Deshalb sehen Geschwisterpflanzen aus regulären oder feminisierten Samen nie exakt gleich aus, selbst unter identischen Bedingungen – ein Effekt, der bei der Betrachtung einer F1-Generation besonders deutlich wird. Ein Steckling dagegen entsteht ohne diese Neukombination und trägt denselben Genotyp wie seine Mutterpflanze; Unterschiede zwischen Klonen gehen deshalb fast immer auf die Umwelt zurück, nicht auf veränderte Gene. Wie sich Erbgut und Umwelt zum sichtbaren Erscheinungsbild zusammenfügen, erklärt der Artikel zu Genotyp und Phänotyp.

Auf Populationsebene wirken zusätzlich Kräfte, die bestehende Variation verschieben, statt neue zu erzeugen: Auslese – ob natürlich oder durch die Auswahl eines Growers – verändert, welche Allele in den nächsten Generationen häufiger werden, während zufällige Effekte in kleinen Populationen, etwa wenn nur wenige Samen einer Ernte weiterverwendet werden, Allele ganz verschwinden lassen können. Beide Kräfte brauchen genetische Variation als Rohmaterial; ohne Mutation und Rekombination gäbe es nichts, worunter sie auswählen könnten.

Wie viel genetische Variation bei Cannabis tatsächlich vorhanden ist

Eine SNP-Analyse an 81 Marihuana- und 43 Hanfproben aus Nordamerika hat die genetische Vielfalt direkt gemessen. Ein Ergebnis: Die Heterozygotie – der Anteil der Genorte, an denen eine Pflanze zwei unterschiedliche Allele trägt – war in den Hanfproben statistisch deutlich höher als in den Marihuana-Proben. Die Autoren führen das darauf zurück, dass Hanfsorten aus einer breiteren genetischen Basis stammen, während bei Marihuana-Sorten häufiger eng verwandte Pflanzen miteinander gekreuzt werden.

Aufschlussreich ist auch, wie wenig verlässlich Sortennamen die tatsächliche Genetik widerspiegeln: In 6 von 17 Vergleichen waren Proben mit identischem Sortennamen genetisch weniger ähnlich zueinander als zu Proben mit einem anderen Namen. Das deckt sich mit einer weiteren Untersuchung, die bei mehreren als genetisch stabil geltenden Sortenpopulationen sowohl genotypische als auch phänotypische Aufspaltung fand. Für den Eigenanbau heißt das: Ein Sortenname ist eine grobe Orientierung, keine Garantie für eine einheitliche genetische Herkunft.

Diese Variation ist nicht nur eine Randnotiz für die Forschung, sondern die Grundlage jeder Auswahl: Ohne Unterschiede zwischen Pflanzen gäbe es bei einer Phäno-Hunt nichts auszuwählen, und ohne genetisch verschiedene Elternlinien ließe sich kein Hybridvigor erzielen. Weitere Grundlagen zur Vererbung sammelt die Kategorie Genetik-Grundlagen.

Häufige Irrtümer zur genetischen Variation

• „Genetische Variation entsteht nur durch gezielte Kreuzung neuer Sorten.“ Auch innerhalb einer bestehenden Linie sorgen Rekombination und gelegentliche Mutation für Unterschiede zwischen Nachkommen, ganz ohne neue Kreuzungspartner.

• „Mutation ist grundsätzlich etwas Schlechtes.“ Die meisten Mutationen sind unauffällig oder nachteilig, aber jedes heute genutzte Allel – auch nützliche wie die Autoflower-Eigenschaft – geht letztlich auf eine Mutation zurück.

• „Gleicher Sortenname bedeutet gleiche Genetik.“ Messungen zeigen das Gegenteil: Gleichnamige Proben können sich genetisch deutlich unterscheiden, teils mehr als von Proben mit anderem Namen.

• „Ein Klon verändert im Laufe der Zeit sein Erbgut.“ Ein Steckling bleibt genetisch identisch mit seiner Mutterpflanze. Was sich verändert zeigt, ist praktisch immer die Reaktion auf die Umwelt, nicht das Erbgut selbst.

• „Genetische Vielfalt innerhalb einer Sorte ist ein Zeichen für schlechte Züchtung.“ Manche Vielfalt ist unvermeidlich, solange eine Population nicht über viele Generationen hinweg reinerbig gezüchtet wurde. Sie macht Auslese überhaupt erst möglich, statt automatisch ein Mangel zu sein.