Con la fine della stagione produttiva e l’arrivo delle temperature fredde molte genetiche di cannabis esprimono variegate colorazioni dovute alla produzione di particolari pigmenti vegetali nei loro tessuti. L’espressione di queste colorazioni è principalmente imputabile ad una base genetica, tuttavia è riscontato che diverse tipologie di stress possono innescare la produzione di questi pigmenti dalle incredibili colorazioni: i carotenoidi ed i flavonoidi.

Carotenoidi e Flavonoidi

I carotenoidi sono responsabili del colore di diversi alimenti (si pensi alle carote) e del ventaglio cromatico autunnale che assume la chioma degli alberi. Sono infatti pigmenti fotosensibili accessori alla clorofilla che, quando cessa di essere prodotta nelle foglie durante la stagione invernale , manifestano le proprie colorazioni dal giallo all’arancione. I flavonoidi sono un vastissimo gruppo di sostanze polifenoliche (circa 6000) divise in numerose categorie, con molteplici utilizzi dal campo alimentare a quello cosmetico,farmaceutico e medico; tali sostanze sono legate al metabolismo secondario delle piante. Tra le diverse categorie di flavonoidi ritroviamo gli antociani: vasto numero di sostanze (più di 650) responsabili delle tipiche colorazioni che ricoprono i fiori, le foglie e a volte anche i tricomi, delle nostre piante.

Gli Antociani

Gli antociani (dal greco anthos = fiore, kyáneos = blu) o antocianine sono tra i più importanti gruppi di pigmenti presenti nei vegetali. Alla loro presenza si devono colorazioni come il rosa, il rosso, il porpora e il blu che ritroviamo nei fiori e frutti, così come negli arbusti e nel vino.

La colorazione di tali pigmenti dipende essenzialmente dal ph presente nel tessuto e dai diversi metalli in esso contenuti. Le colorazioni tendenti al rosso derivano da ph tendenzialmente acidi mentre quelle che virano al viola-blu a ph cellulari più alcalini.

Gli antociani sono molecole glicosidiche (contengono uno zucchero), idrosolubili (disciolte nel lume vacuolare delle cellule epidermiche) e svolgono differenti funzioni che vanno dalla protezione della pianta all’attrazione di insetti utili.

Potenti Antiossidanti

Grazie alle loro proprietà, gli antiociani riescono a ridurre l’effetto dei radicali liberi e dei sottoprodotti del metabolismo cellulare che andrebbero altrimenti ad interferire con il normale equilibrio dei tessuti.

Sono inoltre capaci di assorbire alcune bande dello spettro luminoso riducendo il negativo effetto che le radiazioni ultraviolette possono esercitare sui nuovi tessuti in fase di sviluppo e attirando con la loro gamma cromatica (non sempre percepibile all’occhio umano) animali e insetti. Le antocianine con le loro vive colorazioni svolgono un importante ruolo nell’attrarre insetti impollinatori e animali disseminatori che, mangiandone i colorati frutti, possono più facilmente disperderne i semi.

Produzione di questi composti

La produzione di questi composti come dicevamo ha quindi in primis una forte componente genetica, si pensi ad esempio alle colorazioni che possono assumere i tricomi ghiandolari sui fiori e sulle brattee-FIG. Tuttavia altre tipologie di stress incorrono all’espressione di particolari colorazioni che, pur non essendo cosi marcate e durevoli come quelle a base genetica, possono venire indotte attraverso ad esempio  carenze nutrizionali e variazioni di temperatura e intensità luminosa.

Nutrizione e Pigmentazione

Le carenze nutrizionali possono manifestarsi visivamente attraverso ingiallimenti e imbrunimenti fogliari, dovuti alla perdita di funzionalità dei tessuti  fotosintetici e dalla ulteriore necrosi che ne deriva. Alcune carenze donano colorazioni particolari alle foglie ed al picciolo andando ad indicare di quale elemento la pianta necessità in quel momento: è questo il caso del fosforo.

Le carenze di fosforo sono spesso associate a colorazioni rosse dei piccioli e dello stelo con un leggero inscurimento della lamina fogliare. Alcune genetiche presentano di loro queste caratteristiche durante il normale sviluppo vegetativo dunque il modo più sicuro per diagnosticare una carenza di fosforo è lo studio delle variazioni della lamina fogliare.

Senza entrare troppo nello specifico vediamo di capire il motivo per cui il fosforo va a creare queste screziature di colore: esso è uno dei macroelementi responsabili della traslocazione dei carboidrati (zuccheri) derivanti dalla fotosintesi, e in generale dei processi energetici della pianta. La sua carenza limita la respirazione delle piante e quindi lo spostamento dei carboidrati. L’accumulo di questi composti zuccherini va a formare diversi glicosidi, tra cui le nostre antocianine, che conferiscono le tipiche colorazioni sopra menzionate.

Temperature e Pigmentazione

Le basse temperature autunnali provocano spesso variazioni di colore nelle nostre piante e risultano visibili sulle foglie e fiori dei palchi più alti.

Le colorazioni presentano una tonalità più o meno marcate verso il viola scuro che non sempre si riescono a preservare e mantenere sui fiori durante la stagionatura e la concia che ne consegue.

Questo carattere ha una predominanza genetica e innesca il meccanismo che porta a mostrare queste colorazioni, legato all’effetto che le basse temperature hanno sulle membrane cellulari delle nostre piante e sulla traslocazione ed accumulo degli elaborati zuccherini prodotti dalla fotosintesi.

Le membrane cellulari sono infatti costituite da una matrice di fosfolipidi in cui sono immerse speciali proteine e canali per il passaggio degli elementi da una cellula all’altra.

I Fosfolipidi si irrigidiscono con il freddo

I fosfolipidi presentano una “testa” ed una “coda” costituita da acidi grassi che le rendono fluide”. L’effetto delle basse temperature tende a irrigidire la sua struttura, perdendo di funzionalità e causando, oltre ad un malfunzionamento delle proteine e dei canali di membrana, un’accumulo di radicali liberi detti ROS (acronimo inglese per speci reagenti all’ossigeno). Questi forti composti ossidanti vanno a turbare l’equilibrio cellulare, la pianta attua diverse risposte nei confronti di questi stress tra le quali la produzione di antocianine che, come ricordiamo, sono incredibili antiossidanti naturali.

Le temperature svolgono un ruolo primario nel metabolismo della pianta ed è importante mantenersi nei giusti intervalli al fine di favorire al meglio i processi metabolici primari quali: fotosintesi, respirazione e la conseguente traslocazione degli elaborati.

Mentre la respirazione avviene a temperature ottimali leggermente inferiori rispetto alla fotosintesi (opt. 25-30C°), la traslocazione dei fotoassimilati è favorita da temperature più basse e soprattutto dalle escursioni termiche che riguardano la differenza tra le temperature giornalieri massime e minime serali e notturne. Le stesse escursioni termiche sono uno dei fattori che influenza l’accumulo delle antocianine a livello dei tessuti: maggiore è l’escursione maggiore è l’accumulo.

Luce e Pigmentazione

La funzione dei pigmenti vegetali è spesso collegata anche alla fotoprotezione (vedi carotenoidi, flavonoidi ecc.) rendendo la luce uno dei fattori che può influenzare positivamente l’espressione di questi caratteri. Diverse ricerche mostrano come l’intensità di alcuni picchi specifici dello spettro di luce (come ad esempio gli UV), vadano ad attivare il metabolismo secondario delle piante, con la produzione di diverse famiglie di molecole tra cui i composti fenolici.

La foglia si difende dalla radiazione solare eccessiva mediante diversi adattamenti:

• modifiche della morfologia e dimensioni della lamina fogliare,
• movimenti della lamina (in alcune piante),
• allineamenti dei cloroplasti (foto-orientamento),
• sintesi di composti protettivi (cuticola, tricomi, composti fenolici).

Un’altra stretta correlazione che possiamo notare tra luce e produzione di pigmenti cromatici attrattivi è quella che assumono alcuni frutti durante la maturazione: si pensi ad esempio a come varia la colorazione della mela nella parte esposta alla luce rispetto a quella posta in penombra. La produzione di questi composti è legata a un meccanismo di maturazione e protezione dei tessuti nelle piante.

More Color, More Flavor? 

Ma ci sarà qualche correlazione anche con il metabolismo secondario responsabile della produzione dei terpeni e dei cannabinoidi? Il metabolismo secondario è affascinante e complesso e non sarebbe facile indagarlo approfonditamente in questo articolo, quindi ci limiteremo a illustrare quali sono i principali percorsi che lo riguardano.

Le grandi famiglie di composti che interessano il metabolismo secondario sono: alcaloidi, terpenoidi e composti fenolici (al cui interno troviamo le antocianine).

Questi tre percorsi partono da composti primari differenti (FIG) che, pur appartenendo al metabolismo secondario (dunque risposte da stress adattativo come freddo, luce e traspirazione) non sembrano avere un rapporto di accumulo direttamente proporzionale

Cosa significa?

Significa che l’accumulo di colorazioni e pigmenti sgargianti non è strettamente correlato all’accumulo di cannabinoidi o terpeni, rimanendo un carattere prettamente estetico e non legato alla qualità delle produzioni (a chi vi dice “more color, more flavor” adesso sapete cosa rispondere).

Ciò non toglie che ci siano possibili effetti sinergici e di entourage a livello del fitocomplesso che rendano questi composti interessanti dal punto di vista terapeutico, cosmetico, alimentare quindi nutraceutico, date le proprietà antiossidanti, immunostimolatrici e neuroprotettive.

Ottenere colorazioni più vivaci

È possibile, attraverso diversi metodi, ottenere colorazioni più vivaci sulle nostre varietà giocando con la luce, le temperature ed il piano nutrizionale. Tuttavia è inutile regalare stress gratuiti alle nostre piante, con il rischio di vedere produzioni qualitativamente e quantitativamente ridotte, quando sul mercato esistono gia genetiche dagli sgargianti ed irresistibili colori.

A cura di

Samuele Paganelli, Direttore Comitato Tecnico – Scientifico CSI