Два вида селективного давления — естественное и искусственное

Возникновение и продолжение естественного селективного давления зависит от внешних факторов окружающей среды. В процессе естественного отбора выживают особи с наиболее приспособленными к условиям среды признаками, которые передаются наследственным путем.

Искусственное селективное давление осуществляется человеком. Этот процесс возникает в результате целенаправленного отбора особей с определенными признаками, которые должны быть усилены или выведены в результате скрещивания.

Свободная любовь, раздуваемая ветром, и геномное разнообразие

У многих растений в каждом цветке присутствуют как мужские, так и женские половые свойства, а семена образуются в результате самоопыления — мужская пыльца и женская яйцеклетка происходят из одного растения.

Однако растения конопли, как правило, имеют либо мужские, либо женские свойства в примерно равном соотношении и для получения семян требуется два разных растения — мужское, поставляющее пыльцу, и женское, вынашивающее семя, поэтому в данном случае самоопыление невозможно. Пыльца переносится ветром от мужских к женским особям. Каждый мужское растение опыляет множество женских, а каждая женский экземпляр опыляется множеством мужских. Это приводит к открытому опылению и аутбридингу (неродственному скрещиванию), который способствуют генетической изменчивости, объединяя геномы многих особей в следующем поколении. Раздуваемая ветром свободная любовь породила геномное разнообразие лендрейсов конопли, которые мы встречаем сегодня.

Открытое опыление на географически изолированных территориях позволило эволюционировать разнообразию в различных популяциях конопли, а также подчеркнуть специфические черты, отличающие один вид от другого. Половое размножение способствует изменчивости и эволюционным изменениям, в то время как бесполое размножение закрепляет один набор генов (генотип) и результат взаимодействия одного генотипа с факторами окружающей среды (фенотип). Гибридные семена и клоны их потомства теперь доступны по всему миру. Несмотря на то, что люди распространяют и обмениваются генетически различными сортами по всему миру, это не помогает расширять генофонд каннабиса.

Благодаря обмену семенами, геномы популяций лендрейсов стали содержать множество потенциально благоприятных признаков. Когда первые западные селекционеры покупали семена лендрейсов со всего мира, чаще всего они получали их из соцветий марихуаны, ввозимых контрабандой из таких далеких мест, как Афганистан, Таиланд, Колумбия, Ямайка и Мексика. Затем они отбирали наиболее благоприятные признаки из выращиваемых ими популяций и тем самым оказывали новое эволюционное давление. К концу 1970-х — началу 1980-х годов некоторые селекционеры сенсемильи в Северной Америке по сути создавали свои собственные "лендрейсы", уже адаптированные к местным условиям. Именно на основе этих базовых сортов были созданы семена гибридов и сорта, полученные с помощью клонирования.

До появления голландских сидбанков в конце 1980-х годов подпольные производители получали свои семена либо от местных фермеров, либо из импортируемого каннабиса. В то время как семена сенсемильи начали продаваться по всему миру, страны-экспортеры каннабиса увидели, что многие из их традиционных общин, производящих коноплю, пострадали от запрета. Война с наркотиками создала слишком большой риск для традиционных семейных фермерских хозяйств, и со временем незаконная торговля взяла верх. По мере расширения производства засевалось каждое семечко, и уже не было традиционной селекции лучших растений, которая концентрировала бы в себе желаемые черты генома каждого лендрейса. В результате было произведено огромное количество низкокачественного коммерческого каннабиса, предназначенного для экспорта, и распространение этих семян в конечном итоге вытеснило многие региональные сорта.

Промышленные сорта конопли выращиваемые из семян, являются в какой-то мере "истинной селекцией" и дают относительно равномерный и постоянный урожай при каждом посеве. Это связано с тем, что большинство современных растений являются гибридами как минимум двух разных лендрейсов, и эти различия в генетическом вкладе выражаются в различных комбинациях признаков.
Это ставит перед селекционерами-коноплеводами задачу создания новых сортов, отличающихся от других и обладающих ожидаемыми признаками, при этом сохраняя динамичный геном, который может проявляться по-разному из года в год.

Проблема снижения генетического разнообразия

Истинная селекция сенсемильи — сложная задача. Как следствие, современные коммерческие предприятия выращивают урожай из черенков (клонов), а не из семян, и их все чаще культивируют в закрытом помещении при искусственном освещении, а не на солнце. Сорта отбираются для выращивания в условиях, отличающихся от природных, и отбираются таким образом, чтобы хорошо себя проявлять в искусственных условиях. На современном глобальном рынке "клонированные" сорта сенсемильи заполонили весь мир, тем самым распространяя недостаток генетического разнообразия, порождая огромное количество потенциальных сельскохозяйственных проблем в плане восприимчивости к болезням и плохой переносимости абиотических стрессов.

Большинство промышленных сортов конопли — однодомные (мужские и женские цветки находятся на одном растении, что позволяет проводить инбридинг), и у них очень ограниченное число предков-основателей, чаще всего это одно единственное однодомное растение.

Большинство коммерческих сортов сенсемильи, размножаю бесполым путем и все они содержат элементы генома афганского растения.
Снижение генетического разнообразия и монокультура клонов, приводит к возникновению болезней и других распространенных бедствий. Широкое выращивание клоновых сортов с общей восприимчивостью к вредителям и болезням привело к катастрофическому ирландскому картофельному голоду (1845—1849), Великой французской винной болезни (1850-е), южной кукурузной болезни (1970) и панамской болезни бананов (1950-е и настоящее время).

Плохая переносимость окружающей среды и восприимчивость к вредителям и патогенам — все эти проблемы затрагивают различные регионы мира, где каннабис выращивается в коммерческих целях. Многие современные сорта сенсемильи восприимчивы к плесени и мучнистой росе, которые быстро распространяются через посевы генетически идентичных растений. Пока что популяции конопли доказали свою устойчивость к повсеместным неурожаям, но еще предстоит выяснить, что будет происходить по мере расширения сельского хозяйства, связанного с возделыванием конопли.

Достойной целью является защита и сохранение того разнообразия сортов, которые остались, и позволить им снова увидеть свет. Как минимум, стоит отдать дань уважения фермерам прошлого за их вклад в современную сельскохозяйственную экономику.


Перевод статьи Mojave Richmond и Robert Clarke из журнала Cannabis Business Times