Les cannabinoïdes du chanvre pourraient avoir évolué pour dissuader les insectes nuisibles

Les cannabinoïdes, composés naturels présents dans les plantes de chanvre, pourraient avoir évolué pour dissuader les parasites de les mâcher, selon des expériences qui ont montré que des concentrations plus élevées de cannabinoïdes dans les feuilles de chanvre entraînaient proportionnellement moins de dégâts causés par les larves d’insectes.

L’étude ouvre la porte au développement potentiel de pesticides à partir d’extraits de cannabinoïdes, bien que ces utilisations soient limitées aux plantes non comestibles, étant donné les propriétés pharmacologiques des composés, qui comprennent le CBDA, le THCA et leur précurseur CBGA. Ces composés sont naturellement produits par les plantes de chanvre et se transforment en CBD, THC et CBG plus communément connus lorsqu’ils sont chauffés.

Au cours des décennies qui ont suivi l’identification des cannabinoïdes par les scientifiques, la recherche s’est concentrée sur leurs effets médicinaux et intoxicants, mais on n’a jamais clairement compris pourquoi ces plantes ont développé des cannabinoïdes en premier lieu. Les chercheurs ont émis l’hypothèse que les cannabinoïdes pourraient protéger les plantes des rayons ultraviolets, des agents pathogènes et des herbivores.

“On a supposé qu’il s’agissait de composés défensifs car ils s’accumulent principalement dans les fleurs femelles pour protéger les graines, ce qui est un concept assez courant chez les plantes”, a déclaré Larry Smart, sélectionneur de plantes et professeur à l’École des sciences végétales intégratives de Cornell AgriTech. au Collège d’agriculture et des sciences de la vie (CALS).

“Mais personne n’a rassemblé un ensemble complet de résultats expérimentaux pour montrer une relation directe entre l’accumulation de ces cannabinoïdes et leurs effets nocifs sur les insectes”, a déclaré Smart, auteur principal de l’étude intitulée “Les cannabinoïdes fonctionnent dans la défense contre les insectes”. Chewing Herbivores in Cannabis Sativa L.”, publié dans la revue Recherche horticole.

“L’étude nous donne un aperçu du fonctionnement des cannabinoïdes dans les systèmes naturels et peut nous aider à développer de nouveaux cultivars de chanvre conformes au THC qui maintiennent ces défenses naturelles intégrées contre les herbivores”, a déclaré George Stack, Ph.D., chercheur postdoctoral à Smart’s. laboratoire et premier auteur de l’article.

Le programme de sélection du chanvre de Cornell a débuté en 2017 en évaluant différents cultivars de chanvre disponibles dans le commerce pour voir lesquels étaient les mieux adaptés au climat, aux sols et à l’environnement locaux, afin que des recommandations puissent être faites aux agriculteurs. Smart, Stack et leurs collègues ont remarqué que les variétés issues d’un programme de sélection en Ukraine étaient toutes très sensibles aux scarabées japonais, tandis que d’autres variétés étaient épargnées par une telle prédation.

“À la fin de la saison, alors que nous caractérisions la chimie de ces plantes, nous avons appris que les plantes du programme ukrainien ne produisaient aucun cannabinoïde”, a déclaré Smart.

Étant donné que les variétés produisant plus de cannabinoïdes subissaient moins de prédations, l’équipe a soupçonné que les composés pourraient agir comme un agent défensif pour protéger les plantes de chanvre des dommages causés par les insectes, et a conçu des expériences pour tester leur hypothèse.

Lors de tests utilisant des plantes de chanvre avec différentes concentrations de cannabinoïdes, les chercheurs ont découvert que les dommages causés par les insectes broyeurs de feuilles (larves de la fausse-arpenteuse du chou) étaient plus importants dans les feuilles présentant des niveaux de cannabinoïdes plus faibles.

“En l’absence de cannabinoïdes, nous avons constaté d’importants dégâts causés par les insectes, et en présence de cannabinoïdes, nous avons constaté beaucoup moins de dégâts”, a déclaré Smart.

Dans des études d’alimentation contrôlée en laboratoire, les chercheurs ont isolé le CBDA et le CBGA et ont appliqué les extraits sur un régime artificiel pour insectes dans une gamme de concentrations. Les larves grandissaient moins et avaient des taux de survie inférieurs à mesure que la concentration de cannabinoïdes augmentait, selon l’article.

Le programme Cornell ne peut pas fonctionner avec des plantes à forte teneur en THCA (le composé intoxicant présent dans la marijuana) en raison de restrictions fédérales. Le THCA en tant que pesticide n’a donc pas été testé dans cette recherche, a déclaré Smart.

“L’utilisation potentielle des cannabinoïdes comme pesticides est un domaine passionnant pour les recherches futures, mais il y aura certainement des barrières réglementaires dues à l’activité pharmacologique des composés, et des études supplémentaires sont nécessaires pour comprendre contre quels parasites les cannabinoïdes seront efficaces”, a déclaré Stack. .

Des travaux futurs viseront à déterminer si les insectes suceurs de sève, tels que les pucerons, sont également inhibés par les cannabinoïdes. Les chercheurs étudient également si des espèces d’autres genres végétaux qui produisent des cannabinoïdes, comme la plante-ombrelle laineuse d’Afrique du Sud (Helichrysum umbraculigerum), pourraient également bénéficier de leurs propriétés insecticides. Si tel est le cas, cela indiquerait un exemple d’évolution convergente, où la même adaptation est apparue indépendamment chez différentes espèces à des moments et des lieux différents.