Vous connaissez le cannabis : vous avez expérimenté ses saveurs et ses effets et peut-être que vous en avez même cultivé. Mais connaissez-vous bien l’entourage proche de cette plante ?

Le cannabis appartient à une famille botanique appelée Cannabaceae qui comprend 170 espèces différentes. Certains de ces membres comme le houblon sont assez familiers pour les amateurs de bière artisanale. Cependant, d’autres espèces de Cannabaceae comprennent des plantes à floraison et des arbres à baies relativement inconnus. Poursuivez votre lecture pour plonger dans cette famille de plantes et vous familiariser avec les l’entourage proche du plant de cannabis.

Présentation de la famille des Cannabaceae

Également connue sous le nom de famille du chanvre, la plupart des membres de ce groupe résident dans les régions tempérées de l’hémisphère nord. Malgré leurs relations intrinsèques, vous ne feriez jamais d’associations entre ces espèces en vous basant uniquement sur leur apparence. Certaines d’entre elles (comme le cannabis) sont des plantes érigées, autoportantes et aux tiges robustes, tandis que d’autres (dont le houblon) sont des plantes grimpantes qui atteignent une longueur d’environ 10 mètres. La famille comprend même de grandes espèces d’arbres qui vivent dans les forêts de Madagascar, du Mexique et d’Australie.

Mais comment les botanistes ont-ils découvert que toutes ces espèces sont apparentées ? À part le cannabis et le houblon qui partagent quelques similitudes visuelles, le reste de la famille ne se ressemble pas vraiment. Nous devons cette clarification à l’avènement du séquençage génétique et aux progrès ultérieurs de la phylogénétique. Mais que signifient ces termes ? Ne vous inquiétez pas, nous sommes sur le point de tout vous décrypter.

Histoire de la famille des Cannabaceae

Les botanistes mènent des études taxonomiques depuis des siècles. Par définition, la taxonomie consiste à nommer, définir et classer les organismes biologiques en groupes sur la base de caractéristiques communes. Avant 1583, les botanistes mettaient le cannabis dans le même panier que des plantes génétiquement non apparentées en se basant sur des caractéristiques telles que l’utilisation humaine et la forme des feuilles.

Cependant, au tournant de l’année susmentionnée, le médecin, philosophe et botaniste italien Andrea Cesalpino (une personnalité majeure) a été le premier à établir un lien taxonomique[1] entre le cannabis et le houblon. Au lieu de classer les plantes en fonction de caractéristiques rudimentaires, Cesalpino a innové en décidant de les regrouper selon leurs fonctions essentielles, y compris leurs fleurs et leurs fruits.

Cette approche a permis au botaniste de faire une association précise entre le cannabis et le houblon il y a des centaines d’années, bien avant son temps. Aujourd’hui, il est entendu que toutes les espèces de la famille des Cannabaceae possèdent des fleurs sans pétales et produisent des fruits à une graine. Mais d’autres botanistes se sont éloignés de ces idées. Certains taxonomistes ont placé le cannabis dans la famille des Urticaceae, un groupe qui comprend plus de 2 000 espèces avec notamment des orties.

À l’opposé, d’autres botanistes ont placé le cannabis dans la famille des Moraceae qui comprend le mûrier, les figues, le jacquier et l’arbre à pain.

De nombreux taxonomistes de la première heure ont préféré regrouper les espèces de Cannabaceae, Urticaceae et Moraceae. Toutefois, au XVIIIᵉ siècle, le naturaliste et taxonomiste français Michel Adanson a classé avec précision le Cannabis, le Humulus (houblon) et le Celtis dans la même catégorie, mais sa découverte n’a pas suscité un grand intérêt. Plus tard, c’est le botaniste et philologue russe Ivan Martinov qui a reconnu les liens de parenté entre le cannabis et le houblon et a inventé le terme « Cannabaceae » pour leur fournir un nom de groupe taxonomique.

Quand on y pense, ces botanistes d’autrefois ont accompli quelque chose d’impressionnant. Sans l’aide de la technologie moderne, ils ont joué les détectives et regroupé des plantes génétiquement apparentées sur la simple base de caractéristiques visuelles. Aujourd’hui, nous disposons d’outils génétiques qui permettent aux botanistes modernes de confirmer et de corriger les découvertes de leurs collègues d’antan.

Histoire de la famille des Cannabaceae

La phylogénétique a changé la donne

Au lieu de s’appuyer uniquement sur des caractéristiques morphologiques et visuelles, l’étude de la phylogénétique exploite le séquençage génétique pour regrouper les espèces en grandes familles. La définition de la phylogénie[2] est la suivante : « La phylogénie correspond à l’étude des liens existant entre espèces apparentées. Grâce à elle, il est possible de retracer les principales étapes de l’évolution des organismes depuis un ancêtre commun et ainsi de classifier plus précisément les relations de parentés entre les êtres vivants ». Selon l’Institut européen de bioinformatique[3], les principaux éléments de la phylogénétique sont les suivants :

  • Observer les séquences génétiques
  • Reconstruire l’histoire de l’évolution
  • Découvrir des processus évolutifs détaillés
  • Développer des modèles évolutifs supérieurs

Les chercheurs qui travaillent dans ce domaine sont capables de construire des arbres phylogénétiques en analysant les nucléotides (les éléments de base de l’ADN) et les séquences de protéines. Une fois cartographiées, ces représentations visuelles donnent un aperçu des événements passés qui se sont produits tout au long du processus d’évolution. Si vous tapez « arbre phylogénétique » dans votre moteur de recherche, vous verrez comment toutes les formes de vie, les familles et les espèces s’étendent à partir les unes des autres.

Grâce à cette technologie, l’Angiosperm Phylogeny Group a élargi la famille des Cannabaceae[4] en la fusionnant avec celle des Celtidaceae. Si le séquençage génétique permet aux botanistes modernes d’établir des groupes de plantes précis, il permet également de faire correspondre ces découvertes avec des similitudes en matière de morphologie, de phytochimie et de reconstruction ancestrale – un processus qui consiste à superposer des traits phénotypiques à un arbre phylogénétique. Les botanistes ont traditionnellement utilisé huit caractéristiques morphologiques[5] pour classer les espèces au sein des Cannabaceae :

  • Système sexuel
  • Disposition des feuilles
  • Nombre d’ouvertures du pollen (nombre de zones molles sur un grain de pollen)
  • Estivation (disposition des fleurs)
  • Type de fruit
  • Morphologie de l’enveloppe de la graine
  • Périanthe (partie non reproductrice de la fleur) au moment de la fructification
  • Disposition des stipes

Alors, à quoi ressemble l’arbre phylogénétique des Cannabaceae ? Tout d’abord, il est pratique de comprendre les différences entre un genre et une espèce avant d’aller plus loin. Dans le monde de la nomenclature binominale, un genre est plus élevé qu’une espèce dans la hiérarchie de la classification, ce qui signifie que les espèces similaires les unes aux autres appartiennent au même genre et que plusieurs genres constituent une famille.

Par exemple, prenons le cannabis. Certains botanistes affirment que le genre Cannabis est monotypique et ne comprend que Cannabis sativa, tandis que d’autres proposent qu’il regroupe trois espèces différentes[6] : C. sativa, C. indica et C. ruderalis. Suivant cette logique, l’arbre phylogénétique des Cannabaceae comprend neuf genres distincts, chacun composé d’une multitude d’espèces. Ces genres comprennent :

Aphananthe Gironniera
Lozanella Cannabis
Humulus Celtis
Pteroceltis Chaetachme
Trema

Dans cet arbre, vous trouverez également de petits clades, c’est-à-dire des groupes de genres qui sont plus étroitement liés les uns aux autres. Par exemple, Cannabis et Humulus partagent un clade, tout comme Pteroceltis et Chaetachme. Ci-dessous, nous allons explorer plus en détail les plus intéressants de ces genres pour vous aider à comprendre la famille des Cannabaceae à un degré supérieur.

  • Cannabis

Ce genre n’a pas besoin d’être présenté. Vous connaissez le plant de cannabis, les phytocannabinoïdes les plus importants de ses fleurs et les milliers de cultivars disponibles. Le cannabis est le genre le plus important historiquement et économiquement de la famille des Cannabaceae.

Il est intéressant de noter que les chercheurs ont découvert que les composants de l’espèce ont un impact très spécifique sur l’organisme par le biais du système endocannabinoïde inné de l’organisme et les études en cours continuent de mettre en évidence le potentiel du THC, du CBD, d’autres cannabinoïdes et d’une multitude de terpènes.

Cannabis
  • Humulus

Ce petit genre ne contient que 7 espèces. Parmi elles, Humulus lupulus se distingue comme la plus célèbre. Cette plante grimpante peut atteindre une taille impressionnante et possède des feuilles à 7 folioles qui ressemblent assez à celles du cannabis.

Tout comme l’herbe, les fleurs de houblon regorgent de terpènes aromatiques dont l’humulène, le myrcène et le caryophyllène. Les fabricants de bière artisanale tirent parti de ces composés aromatiques volatils pour ajouter des saveurs dynamiques aux IPA et autres breuvages.

Humulus
  • Celtis

Bien sûr, le houblon ressemble un peu au cannabis et les deux plantes ont une odeur similaire. Mais d’autres genres de la famille des Cannabaceae ne ressemblent en rien aux plantes de ces deux groupes. Prenez Celtis, par exemple. Ce genre se compose de 70 espèces d’arbres à feuilles caduques qui portent souvent le nom de micocouliers ou d’orties.

Ces arbres sont extrêmement répandus et résident partout du sud de l’Europe à l’Asie orientale en passant par l’Amérique du Sud, l’Amérique du Nord et l’Afrique. Ces géants atteignent des hauteurs de 25 mètres et certaines espèces sont utilisées pour leur bois de haute qualité dans l’ébénisterie.

Celtis
  • Trema

Les membres de ce genre ne ressemblent pas non plus au cannabis. Les 15 espèces sont des arbres à feuillage persistant qui sont étroitement liés à leurs cousins Celtis. Ces espèces se délectent de la chaleur du sud de l’Asie, du nord de l’Australasie, de l’Afrique et de certaines parties de l’Amérique du Nord. Elles atteignent des hauteurs de 20 m et produisent des feuilles pointues aux bords dentelés. Certaines espèces sont appréciées pour leur capacité à fixer l’azote et leur tolérance aux sols pauvres.

Trema

Cannabaceae — une sacrée réunion de famille

Vous vous sentez un peu perdu ? Ne vous inquiétez pas, nous avons ressenti la même chose après avoir découvert l’entourage proche du cannabis, en particulier ces arbres imposants ! Vous avez maintenant une bonne connaissance des bases de la famille des Cannabaceae et vous savez comment la rencontre entre la botanique de la vieille école et la technologie phylogénétique moderne a permis de classer avec précision les genres qui la composent. En guise de récompense, allez organiser une session fumette avec vos amis et faites tourner vos nouvelles connaissances.

Sources Externes
  1. Cannabis Systematics at the Levels of Family, Genus, and Species https://www.liebertpub.com
  2. Phylogenetic Invariants and Markov Invariants https://www.sciencedirect.com
  3. What is phylogenetics? | Phylogenetics https://www.ebi.ac.uk
  4. An update of the Angiosperm Phylogeny Group classification for the orders and families of flowering plants: APG II https://plantnetwork.org
  5. Molecular phylogenetics and character evolution of Cannabaceae https://onlinelibrary.wiley.com
  6. Cannabis (Genus) https://www.sciencedirect.com
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