Rośliny męskie i żeńskie konopi — jak je rozróżnić

Roślinę męską od żeńskiej u konopi rozpoznaje się po tym, co wyrasta w kącie między ogonkiem liścia a łodygą: u męskiej pojawiają się tam drobne, kulistawe kwiaty osadzone na wyraźnych szypułkach, zwisające i otwierające się podłużnie pękającymi pylnikami; u żeńskiej — zawiązki siedzące, przylegające do łodygi, z których wysuwają się dwa nitkowate, białawe znamiona słupka. Pylnik na trzonku kontra dwa włókna — to cała różnica i przy dobrym oku albo zwykłej lupie widać ją na kilka tygodni przed tym, zanim roślina zakwitnie w pełni.

Konopie należą do niewielkiej grupy roślin dwupiennych: kwiaty męskie i żeńskie rosną na osobnych roślinach, a płeć jest zapisana w chromosomach. Ten tekst jest o tym zapisie — o chromosomach X i Y, o pyłku niesionym wiatrem, o organach, po których płeć się rozpoznaje, o roślinach, które ten prosty podział łamią, i o tym, dlaczego dwupienność jest dla hodowcy kłopotem, a nie ułatwieniem.

Roślina męska i żeńska konopi — gdzie patrzeć i co dokładnie widać

Miejsce jest jedno i zawsze to samo: węzeł, czyli kąt między ogonkiem liściowym a łodygą. Nie szczyt pędu, nie liść, nie pokrój rośliny — węzeł. To tam zakłada się zawiązek kwiatowy i tam pojawia się pierwszy sygnał, który cokolwiek rozstrzyga. Wszystko poza tym miejscem — barwa, wysokość, rozgałęzienie, kształt liścia — jest u obu płci na tyle zmienne, że nie daje odpowiedzi.

Cecha	Roślina męska	Roślina żeńska
Zawiązek w kącie liścia	kulisty albo gruszkowaty, na wyraźnej szypułce, odstaje od łodygi	łezkowaty, siedzący, przylega do łodygi
Co się z niego rozwija	pięć zwisających pręcików z podłużnymi pylnikami	słupek z dwoma nitkowatymi znamionami, od białych po kremowe
Okwiat	pięć wolnych listków, zielonkawych, często z jaśniejszym obrzeżeniem	zredukowany do cienkiej błonki obejmującej zalążnię
Ustawienie kwiatów na pędzie	luźne, rozgałęzione wiechy; kwiaty wiszą na szypułkach	kwiaty siedzące, skupione blisko osi pędu
Liczba organów w jednym kwiecie	5 pręcików	1 zalążek, 2 znamiona
Kolejność zakwitania	zwykle wcześniej, o kilka do kilkunastu dni	zwykle później
Dalszy los rośliny	po wysypaniu pyłku szybko zamiera	żyje dłużej, wykształca owoce — niełupki

Najpewniejsza pojedyncza cecha to szypułka: kwiat męski wisi na trzonku i dlatego odstaje, kwiat żeński siedzi wprost na osi i nie ma czym odstawać. Dwa znamiona są równie rozstrzygające, ale pojawiają się kilka dni po samym zawiązku — bywa więc okno, w którym młody zawiązek żeński jest jeszcze bezwłosy i z daleka przypomina męski.

Dwupienność — cecha, którą konopie dzielą z chmielem, wierzbą i kiwi

Rozdzielenie płci na osobne rośliny nazywa się dwupiennością (dioecją) i jest wśród roślin kwiatowych rzadkie. Przeglądy literatury szacują, że dotyczy około pięciu do sześciu procent gatunków okrytonasiennych — rzędu piętnastu tysięcy gatunków rozrzuconych po blisko dwustu rodzinach. Zdecydowana większość roślin kwiatowych ma kwiaty obupłciowe, w których pręciki i słupek siedzą obok siebie.

Dwupienność powstawała w ewolucji wielokrotnie i niezależnie, zawsze jako wtórne rozejście się płci, które wcześniej były razem. Widać to po tym, jak nierówno jest rozłożona: bywa cechą całego rodzaju albo jednego gatunku w rodzaju, którego reszta pozostaje obupłciowa. Wśród roślin użytkowych dwupienne są między innymi szparag, kiwi, daktylowiec, pistacja i szpinak — oraz konopie, wraz z drugim rodzajem swojej rodziny, chmielem.

Rozdzielenie płci ma jedną oczywistą zaletę: uniemożliwia samozapylenie. Roślina, której pyłek nie ma jak trafić na własne znamię, jest skazana na wymianę materiału genetycznego z innym osobnikiem. Cena jest równie oczywista — nasiona wydaje tylko połowa populacji, a druga połowa wytwarza wyłącznie pyłek i ginie.

Reguła ma wyjątki także u samych konopi. Wśród konopi włóknistych wyhodowano formy jednopienne, u których kwiaty męskie i żeńskie wyrastają na tej samej roślinie, tylko w innych partiach pędu. To cecha selekcjonowana świadomie, bo wyrównuje rozwój całego zasiewu; w botanice nazywa się monoecją i nie jest tym samym co hermafrodytyzm, o czym niżej.

Chromosomy X i Y — sto lat ustalania, jak konopie dziedziczą płeć

Konopie mają dwadzieścia chromosomów (2n = 20): dziewięć par autosomów i jedną parę chromosomów płci. Rośliny żeńskie są XX, męskie XY. Układ jest więc taki sam jak u ssaków, co bywa zaskoczeniem, bo u roślin chromosomy płci są rzadkością — wykształciło je zaledwie kilkadziesiąt zbadanych gatunków.

Konopie trafiły do tej wąskiej grupy bardzo wcześnie. Już w latach dwudziestych XX wieku dziedziczenie płci u konopi badano równolegle w Japonii i w Stanach Zjednoczonych, obok dwóch innych klasycznych obiektów tej dziedziny: bniedka białego (Silene latifolia) i szczawiu zwyczajnego (Rumex acetosa). Dowód, że u konopi działa mechanizm XY, przedstawili w 1944 roku Harry Warmke i Arthur Davidson, wykorzystując rośliny o uszkodzonych i przebudowanych chromosomach.

Kolejne przybliżenia zajęły resztę stulecia i początek następnego:

• 1995 — pierwsze markery DNA. Zespół Sakamoto opisał sekwencje sprzężone z płcią, oznaczane skrótem MADC (male-associated DNA in Cannabis sativa). Od tego momentu płeć dało się orzec z fragmentu liścia siewki, bez czekania na jakikolwiek organ kwiatowy — dziś takie oznaczenie jest rutynowym testem laboratoryjnym trwającym kilka dni.
• 2014 — chromosomy zobaczone pod mikroskopem. Zespół Divashuka wskazał X i Y cytogenetycznie i zwrócił uwagę na rzecz nieoczywistą: Y jest u konopi największym chromosomem kariotypu. To odwrotność podręcznikowego schematu, w którym chromosom Y kurczy się i degeneruje, tracąc geny wraz z ustaniem rekombinacji.
• 2020 — skala zjawiska. Analiza segregacji oparta na sekwencjonowaniu transkryptomu (zespół Prentout) wykazała kilkaset genów sprzężonych z płcią i rozległy obszar, w którym X i Y nie wymieniają już między sobą materiału. Wiek tego obszaru szacuje się na tyle wysoko, że układ płciowy konopi wyprzedza rozejście się linii konopi i chmielu — mówimy o kilkunastu do dwudziestu kilku milionach lat.

Jednej rzeczy do dziś nie rozstrzygnięto: jak dokładnie Y wymusza męskość. Konkurują dwa modele. W pierwszym, znanym z bniedka, sama obecność chromosomu Y wystarcza — Y jest „aktywny” i niesie czynnik uruchamiający rozwój męski. W drugim, znanym ze szczawiu, decyduje stosunek liczby chromosomów X do zestawu autosomów, a Y jest w tym rachunku obojętny. Dane z roślin poliploidalnych i z osobników o nietypowych kariotypach przez dziesięciolecia przemawiały raz za jednym, raz za drugim modelem; nowsze prace sekwencyjne przechylają szalę ku aktywnemu Y, ale pojedynczego genu decydującego o płci u konopi nikt jeszcze nie wskazał.

Płeć zapisana w chromosomach, ale nie przesądzona do końca

Gdyby chromosomy rozstrzygały wszystko, temat kończyłby się na poprzednim akapicie. Rozstrzygają jednak tylko ustawienie domyślne. Ekspresja płci u konopi jest labilna — to samo, niezmienione XX może dać roślinę wytwarzającą pyłek.

Pokazały to klasyczne doświadczenia z lat siedemdziesiątych i osiemdziesiątych, prowadzone między innymi przez H. Y. Mohana Rama ze współpracownikami. Regulatory wzrostu okazały się przestawiać fenotyp płciowy w obie strony: gibereliny skłaniają rośliny genetycznie żeńskie do zakładania kwiatów męskich, a ten sam skutek dają związki blokujące działanie etylenu. W przeciwną stronę — ku żeńskości — pracują auksyny i sam etylen. Chromosomy przez cały czas pozostają te same; przesuwa się wyłącznie równowaga hormonalna w stożku wzrostu, a to ona jest ostatnim ogniwem decydującym o tym, jaki organ powstanie z zawiązka.

Sama wrażliwość ekspresji płci na etylen nie jest u konopi wyjątkiem — najlepiej opisano ją u dyniowatych. Wyjątkowa jest konsekwencja, bo gatunek jest dwupienny: przesunięcie równowagi nie zmienia tu proporcji kwiatów na roślinie obupłciowej, tylko wytwarza osobnika, którego chromosomy i wygląd mówią co innego. Do tego samego skutku prowadzą bodźce niehormonalne — uszkodzenia mechaniczne, zaburzenia rytmu światła, skrajne temperatury.

Wiatropylność — setki milionów ziaren i populacja, która nigdy się nie powtarza

Konopie są wiatropylne, i widać to po samych kwiatach: nie mają korony, nie mają nektarników, nie mają zapachu kwiatowego kierowanego do owadów. Cały aparat rozrodczy sprowadza się do dwóch zadań — wypuścić pyłek w powietrze i przechwycić go z powietrza. Reszta, którą rośliny owadopylne inwestują w barwę i w nagrodę dla zapylacza, po prostu nie powstała.

Ziarno pyłku konopi jest kuliste, gładkie, o średnicy rzędu dwudziestu pięciu mikrometrów, z trzema porami. Brak rzeźby na powierzchni to typowy podpis anemogamii: pyłek niesiony wiatrem nie musi się do niczego przyczepiać, ma być jak najlżejszy. Pojedyncza roślina męska nosi dziesiątki tysięcy kwiatów, a szacunki liczby wytwarzanych przez nią ziaren idą w setki milionów. Po drugiej stronie stoją znamiona — dwa długie, nitkowate wyrostki wystawione w powietrze i pokryte drobnymi brodawkami, czyli sieć rozpięta na przelatujące ziarna.

Zasięg tego transportu jest znaczny: pomiary aerobiologiczne wykrywają pyłek konopi w odległościach liczonych w dziesiątkach kilometrów od najbliższych roślin, a w regionach z licznymi populacjami zdziczałymi — jak amerykańskie Wielkie Równiny — należy on do głównych alergenów późnego lata. Zdolność do zapłodnienia zachowuje przy tym krótko, w zwykłych warunkach liczoną w dniach, nie w tygodniach.

Genetyczna konsekwencja jest daleko idąca. Skoro pyłek i słupki siedzą na różnych roślinach, konopie są obligatoryjnie obcopylne — każde nasiono ma dwoje różnych rodziców, a jego genom jest nową kombinacją, nie kopią. Populacja utrzymywana z nasion jest więc zbiorem odmiennych genotypów, a nie zestawem powtórzeń, i dwie siewki po tych samych rodzicach bywają wyraźnie różne. Nie jest to błąd, tylko dokładnie ten stan, który wiatropylna dwupienność wymusza.

Widać to najlepiej po populacjach miejscowych, utrzymywanych przez pokolenia wyłącznie z nasion: Thai, Durban Poison, Colombian Gold, Afghani czy Hindu Kush nigdy nie były jednorodne — pod każdą z tych nazw kryje się populacja o wewnętrznej zmienności, a nie pojedynczy powtarzalny genotyp. Wiatr dokłada do tego jeszcze jedno: przenosi pyłek między sąsiadującymi populacjami, więc ich granice bywają nieostre nawet tam, gdzie geografia sugeruje izolację.

Pylniki i znamiona — dwa różne plany budowy kwiatu

Kwiat męski jest promienisty i pięciokrotny. Okwiat tworzy pięć wolnych, zielonkawobiałych listków, a wewnątrz siedzi pięć pręcików o krótkich nitkach i długich, workowatych pylnikach. Kwiat wisi głową w dół na szypułce, a gdy dojrzeje, pylnik pęka wzdłuż i wysypuje zawartość. Kwiaty zebrane są w luźne, rozgałęzione wiechy wyrastające na końcach pędów i w kątach liści — na roślinie męskiej widać przewiewną, ażurową konstrukcję, w której między kwiatami jest więcej powietrza niż tkanki. Tak też ma być: pyłek musi mieć jak wypaść.

Kwiat żeński zbudowany jest według zupełnie innego planu i jest przy tym uderzająco ubogi. Nie ma szypułki. Okwiat skurczył się do cienkiej, przezroczystej błonki przylegającej do zalążni. Cały kwiat to w praktyce jeden słupek z jednym zalążkiem i dwoma znamionami wysuniętymi na zewnątrz — i to właśnie te dwa nitkowate wyrostki, białe lub kremowe, u części roślin różowiejące albo purpurowiejące z wiekiem, są cechą rozpoznawczą. Po zapłodnieniu z pojedynczego zalążka powstaje jedna niełupka, czyli to, co potocznie nazywa się nasieniem konopi.

Umyka przy tym rzecz, którą łatwo przeoczyć: ani kwiat męski, ani żeński nie ma płatków. Konopie nie wytwarzają korony w żadnej postaci — to, co na zdjęciach wygląda jak kwiat w potocznym sensie, jest skupieniem organów okrytych zielonymi przysadkami.

Zawiązki w węzłach, czyli najwcześniejszy moment rozpoznania

Zanim roślina przejdzie w pełni w fazę generatywną, w kątach liści — najpierw w górnej połowie pędu — pojawiają się zawiązki wielkości jednego do trzech milimetrów, w literaturze anglojęzycznej nazywane preflowers. U roślin rozwijających się w naturalnym rytmie światła wypada to zwykle po czterech do sześciu tygodni od wschodów, przy czwartym–szóstym węźle. To najwcześniejszy moment, w którym płeć da się orzec bez laboratorium.

Rozpoznanie ma dwie klasyczne pułapki:

• Przylistki brane za znamiona. W każdym węźle, u obu płci, siedzą dwa wąskie, szydlaste przylistki — ta sama struktura, którą opisuje tekst o tym, z czego zbudowany jest liść konopi. Bywają brane za „białe włoski”. Różnica jest wyraźna: przylistki są sztywne, sterczą przy samej nasadzie ogonka i szybko brunatnieją, a znamiona są dłuższe, miękkie, nitkowate i wychodzą z zielonego, łezkowatego zawiązka.
• Bezwłosy zawiązek żeński. Przez kilka dni po założeniu zawiązek żeński nie ma jeszcze wysuniętych znamion i kształtem przypomina męski. Rozstrzyga wtedy sposób osadzenia: męski tkwi na wyraźnym trzonku i odstaje od łodygi, żeński siedzi bezpośrednio na niej.

Cechy pokrojowe — to, po czym najchętniej rozpoznaje się płeć „z daleka” — są statystyczne, nie diagnostyczne. Rośliny męskie bywają wyższe, luźniej ulistnione i mają dłuższe odstępy między węzłami, ale zakresy zmienności obu płci nachodzą na siebie tak dalece, że pojedynczej rośliny nie da się na tej podstawie zaklasyfikować.

Płoskoń i głowacze — jak płeć konopi nazywano, zanim poznano chromosomy

Polszczyzna rolnicza miała dla obu płci osobne słowa na długo przed genetyką. Rośliny męskie nazywano płoskonią (także płaskoń, poskonie), żeńskie — głowaczami, od zgrubiałych szczytów obsypanych nasionami. Rozróżnienie było czysto praktyczne: płoskoń dawała włókno cieńsze i delikatniejsze, głowacze — włókno grubsze oraz nasiona. Rosyjski ma parę dokładnie równoległą: посконь dla roślin męskich i матёрка dla żeńskich.

Ciekawsze jest to, że dawne nazwy bywały wobec biologii odwrócone. W piśmiennictwie angielskim rośliny nasienne, a więc żeńskie, określano jako carl hemp — od „karla”, mężczyzny — a rośliny pylące, czyli męskie, jako fimble hemp, przez francuskie chanvre femelle. Logika była zewnętrzna: okazalsza, dłużej żyjąca, obładowana nasionami roślina uchodziła za „męską”, a wiotka i szybko zamierająca za „żeńską”. Podobne pomyłki powtarzały się przy wielu gatunkach dwupiennych, dopóki nie wiadomo było, który organ czemu służy.

Rozstrzygnięcie przyszło z eksperymentu. Rudolf Jakob Camerarius w liście De sexu plantarum epistola z 1694 roku dowiódł płciowości roślin właśnie na gatunkach dwupiennych: izolował okazy żeńskie i pokazywał, że pozbawione sąsiedztwa roślin pylących nie zawiązują nasion. Konopie były wśród materiału, na którym pracował.

Hermafrodytyzm, jednopienność i pojedyncze pylniki — trzy różne zjawiska

Wszystkie trzy nazywa się w tekstach popularnych „hermafrodytą” i stąd większość nieporozumień. Botanicznie są to sytuacje różne, o różnym podłożu i różnych skutkach.

Zjawisko	Co znaczy botanicznie	Co widać na roślinie	Chromosomy
Kwiat obupłciowy — hermafrodytyzm we właściwym sensie	jeden kwiat ma i pręciki, i słupek	rzadkość; organy obu płci w obrębie tego samego kwiatu	zwykle XX
Roślina jednopienna (monoecja)	osobne kwiaty męskie i żeńskie na jednym osobniku	wiechy męskie i kwiaty żeńskie w różnych partiach pędu	XX; cecha utrwalona w liniach włóknistych
Osobnik z odwróconą ekspresją płci, potocznie „banany”	pojedyncze pręciki zakładane wewnątrz kwiatostanu żeńskiego	żółtawe, wygięte pylniki wysuwające się spomiędzy przysadek	XX; przesunięty wyłącznie fenotyp

Trzeci przypadek jest najczęstszy i najczęściej mylony z pierwszym. Nie jest kwiatem obupłciowym — to zwyczajny kwiatostan żeński, w którym część zawiązków rozwinęła się w organy męskie, bo równowaga hormonalna przesunęła się już po założeniu pędu kwiatowego. Genotyp pozostaje XX; zmienił się tylko wynik jego odczytania.

To ma konkretną konsekwencję dla potomstwa. Pyłek z rośliny XX niesie wyłącznie chromosom X, więc wszystkie nasiona zapylone takim pyłkiem dają rośliny XX. Na tej zależności opiera się wytwarzanie nasion nazywanych feminizowanymi. Kierunek odwrotny — kwiaty żeńskie na roślinie XY — opisywany jest rzadziej, a potomstwo obejmowałoby wtedy także osobniki YY; takich roślin praktycznie się nie uzyskuje, bo chromosom Y niesie zbyt mało czynnych genów, by wystarczył sam sobie.

Dlaczego dwupienność utrudnia utrzymanie linii

Grzegorz Mendel wybrał do swoich krzyżówek groch nie przez sentyment, tylko dlatego, że groch jest samopylny. Roślina samopylna pozwala uzyskać linię czystą: po kilku pokoleniach samozapylenia potomstwo jest genetycznie niemal identyczne i można je odtwarzać z nasion w nieskończoność. Na tym opiera się pojęcie odmiany u pszenicy, grochu czy lnu.

U konopi ta droga jest zamknięta z definicji — pyłek i słupki znajdują się na różnych roślinach. Skutki są cztery i wszystkie widać w praktyce:

• Nie ma linii czystych z nasion. Nasiona z jednego skrzyżowania to rodzeństwo, nie kopie — każde dostało inną kombinację genów obojga rodziców, więc różnice między siewkami są regułą, a nie odstępstwem. Dlatego przy konopiach mówi się o wyszukiwaniu pojedynczych roślin w populacji, a nie o odtwarzaniu odmiany.
• Wsobność kosztuje. Gatunki obligatoryjnie obcopylne noszą w genomie sporo szkodliwych wariantów recesywnych, które nigdy nie miały okazji się ujawnić. Wymuszone samozapylenie odsłania je od razu i prowadzi do depresji wsobnej — spadku żywotności i płodności.
• Genotyp utrwala się wegetatywnie, nie nasiennie. Jedynym sposobem powtórzenia konkretnej rośliny co do genu jest rozmnażanie klonalne, a klon zachowuje także płeć. Stąd fakt zaskakujący przy pierwszym zetknięciu z tematem: znaczna część najbardziej znanych nazw to pojedyncze rośliny żeńskie utrzymywane klonalnie od dziesięcioleci — OG Kush, Chemdawg, Girl Scout Cookies czy Gelato funkcjonują jako klony, a nie jako populacje nasienne.
• Program hodowlany prowadzi się na podwójnej liczbie roślin. W każdym pokoleniu połowa siewek okazuje się płci przeciwnej niż zamierzona. Linie, które mimo to udało się ustabilizować nasiennie — jak Skunk #1 czy Northern Lights — wymagały wielu pokoleń selekcji i i tak zachowują wewnętrzną zmienność.

Wszystko to sprawia, że słowo „odmiana” znaczy u konopi coś innego niż u roślin samopylnych: nie oznacza zbioru niemal identycznych osobników, tylko nazwę przypisaną populacji albo klonowi. Konsekwencje tej różnicy — łącznie z tym, dlaczego nie da się sensownie policzyć odmian konopi — rozkłada na czynniki osobny tekst o tym, ile jest odmian marihuany na świecie.

Pytania o płeć konopi, które wracają najczęściej

Po czym najpewniej poznać, czy roślina konopi jest męska, czy żeńska?

Po zawiązku w kącie między ogonkiem liścia a łodygą. Zawiązek męski jest kulisty albo gruszkowaty i tkwi na wyraźnej szypułce, przez co odstaje; z czasem rozwija się w wiszący kwiat z pięcioma pylnikami. Zawiązek żeński jest łezkowaty, siedzi bezpośrednio na łodydze, a po kilku dniach wysuwa dwa nitkowate, białawe znamiona. Cechy pokroju — wysokość, rozgałęzienie, odstępy między węzłami — są niediagnostyczne.

Czy po samym nasieniu da się poznać płeć przyszłej rośliny?

Nie. Rozmiar, kształt, barwa i deseń niełupki nie niosą żadnej informacji o chromosomach — powtarzane twierdzenie, że nasiona okrągłe dają rośliny żeńskie, a wydłużone męskie, nie ma potwierdzenia w badaniach i nie sprawdza się w powtarzalnych próbach. Płeć rozstrzyga dopiero test DNA z fragmentu liścia siewki albo obserwacja węzłów kilka tygodni później.

Czy roślina konopi może zmienić płeć?

Fenotyp — tak, chromosomy — nie. Rośliny XX potrafią wytworzyć organy męskie pod wpływem regulatorów wzrostu albo silnych bodźców środowiskowych, i zdarza się to na tyle często, że doczekało się własnego, potocznego nazewnictwa. Zestaw chromosomów pozostaje przy tym niezmieniony, a pyłek takiej rośliny niesie wyłącznie chromosom X.

Ile roślin męskich przypada na żeńskie?

Teoretycznie po połowie: skrzyżowanie XX z XY daje w równych częściach XX i XY. W praktyce policzone proporcje bywają przesunięte w jedną albo drugą stronę, a odchylenia wiąże się z warunkami, w jakich rozwijały się siewki — co znów wskazuje na to, że ostatnie słowo należy do ekspresji, nie do samego genotypu.

Czy konopie zawsze są dwupienne?

Nie zawsze. Gatunek jest dwupienny z natury, ale istnieją formy jednopienne, wytworzone selekcją głównie wśród odmian włóknistych; u nich kwiaty obu płci wyrastają na tej samej roślinie. Osobno zdarzają się osobniki o przesuniętej ekspresji płci, które bywają mylone z prawdziwą jednopiennością, choć powstają w zupełnie inny sposób.

Materiał ma charakter informacyjny i encyklopedyczny. Nie stanowi porady medycznej ani zachęty do stosowania. Medyczna marihuana jest w Polsce dostępna wyłącznie na receptę, a o doborze produktu decyduje lekarz prowadzący.