Comment distinguer le cannabis mâle du cannabis femelle : différences et similitudes
Apprenez à identifier le cannabis mâle et femelle
En résumé :
- Le cannabis est une plante dioïque : il existe des plants mâles (qui produisent le pollen), femelles (qui produisent les têtes que l'on consomme) et monoïques (avec des fleurs des deux sexes sur le même plant).
- La différence se voit à la floraison : la femelle montre des pistils aux stigmates fins et blancs ; le mâle, de petits sacs de pollen en forme de billes. Avant la floraison, on ne les distingue que par un test génétique.
- En culture, on élimine les mâles et les monoïques pour éviter la pollinisation (têtes avec graines) ; les graines féminisées donnent ~99,9 % de plants femelles.
Le cannabis est une plante captivante pour bien des raisons, mais aujourd'hui nous allons nous intéresser à sa stratégie de reproduction. Le *Cannabis sativa *fait partie d'un petit groupe de plantes à fleurs qui présentent des individus mâles et femelles, c'est-à-dire qu'il s'agit d'une plante dioïque. Cette caractéristique dioïque du cannabis permet d'obtenir des fleurs sans graines, susceptibles de produire de fortes concentrations de terpènes et de cannabinoïdes comme le CBD et le THC.
Distinguer les plantes femelles des mâles, et les variétés capables de produire l'un, l'autre ou les deux sexes, a été essentiel pour que les cultivateurs et les sélectionneurs augmentent le rendement de leurs cultures d'herbe et améliorent leurs variétés. Dans cet article, je vous explique les différences et comment distinguer les plants de cannabis mâles, femelles et monoïques (communément appelés hermaphrodites).
Reproduction sexuée du cannabis : pourquoi y a-t-il des mâles et des femelles ?
N'est-il pas curieux qu'il existe des plants de cannabis mâles et femelles ?
Je vais commencer par vous raconter que le fait que la plante Cannabis sativa présente des mâles, des femelles et des individus monoïques est ce qui a le plus attiré mon attention pour l'étudier à l'époque de la légalisation du cannabis au Colorado, en 2013. Mon parcours de biologiste de l'évolution et ma thèse de doctorat reposent sur la compréhension des raisons pour lesquelles la reproduction sexuée existe dans les populations naturelles.
Le cannabis : une plante dioïque et monoïque
Le cannabis est une plante dioïque, ce qui signifie qu'il présente des individus à fleurs mâles et d'autres à fleurs femelles. Seulement 6 % des plantes à fleurs, appelées angiospermes, présentent ce type d'expression sexuelle, dont le cannabis (*Cannabis sativa *L.) [1,2]. Le fait que le cannabis fasse partie de cette minorité de plantes dioïques le rend encore plus intrigant.
Le cannabis présente des individus mâles et femelles : c'est ce qu'on appelle en biologie une plante dioïque. Seule une minorité (6 %) des plantes à fleurs (angiospermes) sont dioïques.
Or, les plants de cannabis (et ceux de chanvre) comptent aussi des individus monoïques, c'est-à-dire qui produisent à la fois des fleurs mâles et des fleurs femelles sur la même plante. Même si on les appelle couramment hermaphrodites, ce nom n'est pas correct : les plantes hermaphrodites sont celles qui ont les organes reproducteurs mâles et femelles dans la même fleur, tandis que les monoïques ont des fleurs mâles et femelles sur la même plante, mais pas forcément dans la même fleur.
Différences entre cannabis mâle et femelle : comment les distinguer ?
Qu'est-ce que le cannabis mâle ?
Les plants de cannabis mâles sont ceux dont la fleur produit du pollen ; ils se caractérisent par la présence d'étamines et d'anthères (on parle de fleurs mâles ou staminées). Le pollen du cannabis est dispersé par le vent afin de polliniser les plants femelles (pollinisation anémophile).
Comment se distingue le cannabis femelle ?
De leur côté, les plants de cannabis femelles sont ceux qui produisent des fleurs dotées d'organes femelles, comme le pistil, où se trouvent les stigmates, dont la couleur peut varier chez le cannabis (fleurs femelles ou pistillées).
Qu'est-ce que le cannabis monoïque ?
Les plants de cannabis monoïques produisent des fleurs mâles et femelles sur la même plante, c'est-à-dire qu'ils produisent à la fois du pollen et des pistils avec des stigmates. Ces plants peuvent s'autoféconder et produire des têtes avec des graines, mais aussi polliniser d'autres plants femelles autour d'eux. Dans une culture de cannabis, les monoïques sont éliminés comme s'il s'agissait de plants mâles.
Selon certains témoignages, ces plants pourraient aussi produire des fleurs hermaphrodites, appelées « bananes » ou « nanners ». Au lieu de produire des fleurs mâles, ils ne développent qu'une étamine sans sépales à l'intérieur de la fleur femelle. Cette étamine exposée dépose le pollen directement sur les têtes, ce qui permet l'autofécondation et garantit le succès de la pollinisation.
Le phénotype monoïque, comme tous les phénotypes, a une base génétique, et certaines plantes de chanvre le sont toujours ; mais ce phénotype peut aussi apparaître sous l'effet de facteurs environnementaux, comme les photopériodes et les hormones, entre autres conditions du milieu.
Pollinisation du cannabis : des fleurs avec des graines !
C'est dans la fleur des plants de cannabis femelles que se trouvent la plupart des trichomes (du mot grec qui désigne le « poil »), de petites structures où se forment et se concentrent les cannabinoïdes comme le CBD et le THC. C'est pourquoi, lorsque l'on consomme du cannabis, c'est la fleur de la plante femelle que l'on utilise, aussi appelée tête de cannabis.
Lorsqu'une plante femelle est pollinisée, elle produit un type de fruit sec appelé akène, qui contient une seule graine : c'est ce que l'on appelle la graine de chanvre.
Dans les cultures de cannabis, on ne veut pas que les fleurs soient pollinisées, car on obtiendrait des têtes pleines de graines. C'est pourquoi on s'attache à repérer et à éliminer les plants mâles et monoïques.
Même si les graines de chanvre ont de nombreuses propriétés nutritionnelles, personne n'aime en trouver dans son joint. C'est pourquoi, dans les cultures d'herbe destinée à être fumée, repérer les individus mâles et monoïques pour les éliminer, et éviter ainsi la pollinisation, est une tâche courante.
En réalité, même si la marijuana peut produire des graines, on ne la cultive pas pour obtenir des graines ni de l'huile de chanvre, car son rendement est faible. Pour ces usages, on utilise des variétés de cannabis à forte production de graines (le chanvre à graines). Pour en savoir plus, consultez l'article sur les différences entre le chanvre et la marijuana.
Utilité des plants de cannabis mâles et monoïques
Dans une culture de cannabis, on cherche toujours à éviter les plants mâles et monoïques, car on veut que les fleurs de la plante femelle ne soient pas fécondées et produisent ainsi une plus grande quantité de composés, comme les cannabinoïdes et les terpènes (ceux-ci, semble-t-il, diminuent en cas de pollinisation). Mais aussi parce que personne ne veut de graines dans ses joints : c'est la raison commerciale pour laquelle on évite la pollinisation du cannabis femelle en retirant les plants mâles des cultures.
Il en va tout autrement dans les plantations de chanvre industriel (de la même espèce Cannabis sativa), où la pollinisation est recherchée afin d'obtenir des graines qui sont ensuite utilisées pour la production d'aliments et d'huile.
Les plants de cannabis mâles sont nécessaires pour obtenir de nouveaux croisements aux caractéristiques variées.
Mais attention, lorsque l'on cherche à améliorer ou à créer de nouvelles variétés, les mâles sont nécessaires, et éventuellement aussi les plants de cannabis monoïques, afin d'obtenir du pollen pour de nouveaux croisements. Il faut être très prudent lorsque l'on manipule du pollen, pour ne polliniser que les plantes voulues et aucune autre.
Comment distinguer le cannabis mâle du cannabis femelle
Les plants de cannabis mâles et femelles semblent identiques au stade de plantule et au début de leur croissance végétative, mais commencent à se distinguer à mesure qu'ils avancent dans leur phase de floraison.
Les différences entre cannabis mâle et femelle se trouvent dans leurs fleurs. Les fleurs femelles comme les fleurs mâles se développent au niveau des nœuds de la plante (là où les branches rejoignent la tige principale), et pour les distinguer, il faut les observer attentivement. On peut ainsi différencier les structures florales mâles ou femelles :
- Les plants de cannabis femelles montrent leurs caractères sexuels sous la forme de stigmates fins et allongés, de couleur blanche ou aussi violette .
- Les plants de cannabis mâles n'ont pas de stigmates : à leur place poussent de petits sacs de pollen, souvent regroupés. Quand ces sacs s'ouvrent, ils libèrent leur contenu et pollinisent les plants femelles, ce qui, semble-t-il, pourrait diminuer la production de cannabinoïdes à cause de la pollinisation. Si vous cultivez du cannabis, ne laissez pas ces plants en arriver là. Heureusement, il est possible de distinguer les plants mâles des femelles lorsque les fleurs sont encore immatures et même avant la floraison, grâce à des tests génétiques.
Quand peut-on distinguer le cannabis mâle du cannabis femelle ?
Certaines personnes savent distinguer les plants femelles des plants mâles en début de floraison. Les préfleurs sont le stade initial du développement des fleurs. Leur différenciation n'intervient qu'au bout de quelques semaines, lorsqu'elles montrent leurs caractères femelles ou mâles et peuvent être clairement distinguées.
Les préfleurs mâles pourraient se reconnaître à leur forme, semblable à de petits œufs, plus sphérique que celle des fleurs femelles, et qui, observées à la loupe, sont totalement lisses, sans poils ni trichomes.
Certains disent aussi que la distance entre les nœuds de la tige est plus grande chez les mâles que chez les femelles, et que l'on peut donc les distinguer avant même la floraison, mais ce sont des anecdotes sans fondement scientifique.
Pourquoi y a-t-il des plants de cannabis mâles, femelles et monoïques ?
La raison pour laquelle certaines plantes comme le cannabis présentent des individus mâles, femelles et monoïques reste inconnue, mais de nombreuses hypothèses scientifiques tentent de l'expliquer. Ce que l'on sait, en revanche, c'est que, comme les humains, les plants de cannabis mâles ont un chromosome Y, c'est-à-dire qu'ils sont XY. Et, comme chez les humains, les plants de cannabis femelles ont deux chromosomes X, soit XX.
Les plants monoïques ont, semble-t-il, des chromosomes très semblables à ceux des femelles, XX, et on ne connaît pas encore les régions du génome (de l'ADN de la plante) qui permettent aux plants monoïques de produire des fleurs aussi bien mâles que femelles.
Le cannabis change-t-il de sexe ?
Maintenant, pour compliquer un peu les choses, vous avez peut-être entendu parler de l'inversion sexuelle (sex reversal, en anglais), voire l'avez pratiquée vous-mêmes. Il s'agit d'utiliser des composés chimiques comme le nitrate d'argent ou l'argent colloïdal sur les femelles, pour qu'elles produisent des fleurs mâles et du pollen, ou l'éthéphon sur les mâles, pour qu'ils produisent des fleurs femelles. Ces composés modulent l'éthylène, une hormone importante pour la croissance et le développement des plantes [3], en l'inhibant [4] ou en le stimulant [5].
Les plantes de cannabis peuvent produire des fleurs de l'autre sexe, ce qui peut être induit par l'utilisation d'agents féminisants ou masculinisants.
Les sélectionneurs et obtenteurs de cannabis pratiquent l'inversion sexuelle pour autoféconder des plants aux caractéristiques recherchées. C'est pourquoi Cannabis sativa pourrait être considérée comme une plante à expression sexuelle plastique ou inconstante (plastic sex expression “leaky” or “inconsistent”, en anglais), en raison de la possibilité d'inverser le sexe avec des agents féminisants ou masculinisants [6, 7], et aussi parce que les mâles et les femelles produisent parfois des fleurs du sexe opposé [8].
Graines féminisées : tenter de garantir des plants de cannabis femelles
Comme je vous l'ai raconté plus haut, le sexe des plants de *Cannabis sativa *peut être inversé à l'aide d'agents chimiques, et certaines variétés expriment même des fleurs du sexe opposé lorsqu'elles sont stressées, ou à la suite de changements de lumière ou d'eau. Lorsqu'une plante femelle est fécondée avec son propre pollen, ou avec le pollen d'une femelle ayant subi une inversion sexuelle et produit du pollen, les graines n'ont pas de chromosome Y (le chromosome des plants mâles). Dans le commerce, on les appelle graines féminisées.
Les graines féminisées n'ont pas de chromosome Y, si bien que les plants ont une probabilité minime de produire du pollen.
Les graines féminisées ont une forte probabilité de donner des plants de cannabis femelles. La plupart des banques de graines de cannabis féminisées offrent une garantie de 99,9 % que la plante produira des têtes.
Deux choses : premièrement, ces graines féminisées ne donnent *en général *que des femelles, mais on trouve parfois des mâles et des monoïques. Deuxièmement, ces plants féminisés peuvent eux aussi changer de sexe sous l'effet d'agents chimiques ou d'un stress, et produire des fleurs mâles et du pollen.
Questions encore à explorer sur l'expression sexuelle du cannabis
La possibilité d'inversion sexuelle soulève de nombreuses questions. Par exemple : où se trouvent ces gènes qui « s'allument » ou « s'éteignent » lors d'une inversion sexuelle ? Ces gènes sont-ils sur les chromosomes sexuels, ou dans d'autres parties du génome ? Pourquoi certaines variétés de cannabis sont-elles plus sujettes à l'inversion sexuelle que d'autres ? Diffèrent-elles par le type de gènes, ou ont-elles les mêmes gènes avec une expression différente ? Dans quelle mesure les gènes contrôlent-ils l'expression sexuelle, et quelle est la part de l'environnement ? Pourquoi existe-t-il cette possibilité d'inversion sexuelle, ou cette expression plastique ou inconstante ? Apporte-t-elle un avantage adaptatif ? … Bref, je pourrais remplir cet article de questions, encore et encore !
J'espère que la détermination et l'expression du sexe chez Cannabis sativa vous auront paru aussi intéressantes qu'à moi. Comprendre comment les différents facteurs interagissent peut permettre aux cultivateurs de tirer parti de la flexibilité de cette espèce pour modifier son expression sexuelle. Et, grâce à ces techniques, d'offrir aux agriculteurs des méthodes plus efficaces pour obtenir une bonne récolte.
Pour aller plus loin sur la culture du cannabis
Références
1. Charlesworth D. What maintains male-sterility factors in plant populations? Heredity. 2002;89(6):408-409.
2. Renner SS, Ricklefs RE. Dioecy and its correlates in the flowering plants. Am J Bot. 1995;82(5):596-606.
3. Ecker JR. The ethylene signal transduction pathway in plants. Science. 1995;268(5211):667-675.
4. Kumar V, Parvatam G, Ravishankar GA. AgNO3: a potential regulator of ethylene activity and plant growth modulator. Electron J Biotechnol. 2009;12(2).
5. Yamasaki S, Fujii N, Takahashi H. Characterization of ethylene effects on sex determination in cucumber plants. Sex Plant Reprod. 2003;16(3):103-111.
6. Moliterni VMC, Cattivelli L, Ranalli P, Mandolino G. The sexual differentiation of Cannabis sativa L.: a morphological and molecular study. Euphytica. 2004;140(1-2):95-106.
7. Truta E, Gille E, Toth E, Maniu M. Some aspects of sex determinism in hemp. Anale Şt Univ "Al. I. Cuza" Iaşi, Genet Biol Mol. 2007;8(2).
8. Pannell JR. Plant sex determination. Curr Biol. 2017;27(5):R191-R197.
9. Mandolino G, Carboni A, Forapani S, Faeti V, Ranalli P. Identification of DNA markers linked to the male sex in dioecious hemp (Cannabis sativa L.). Theor Appl Genet. 1999;98(1):86-92.
10. Törjék O, et al. Novel male-specific molecular markers (MADC5, MADC6) in hemp. Euphytica. 2002;127(2):209-218.
Questions fréquentes sur le cannabis mâle et femelle
À quoi sert le cannabis mâle ?
Pourquoi les mâles existent est une question que Charles Darwin lui-même s'est posée dans « L'Origine des espèces », et c'est l'une des plus belles questions de la biologie évolutive. L'explication brève est que les mâles servent à apporter de la variation génétique au sein des populations. Le cannabis mâle sert à féconder les femelles afin qu'elles produisent une descendance diversifiée.
À quoi sert le cannabis femelle ?
C'est du cannabis femelle que l'on obtient la fleur de cannabis, la partie de la plante qui contient les trichomes, organes où se produisent les cannabinoïdes comme le THC ou le CBD. C'est ce que l'on appelle communément les têtes de cannabis. Ce que l'on fume, ou ce qui est transformé pour produire des bonbons au CBD, des biscuits, des brownies, etc., c'est la fleur de la plante femelle.
Quand peut-on détecter le sexe du cannabis ?
À l'œil nu, pendant la floraison. La détection précoce, lorsqu'il s'agit encore de plantules, est possible grâce à des tests génétiques qui déterminent la présence du chromosome Y. Plusieurs entreprises proposent ce service avec des marqueurs génétiques. Ces marqueurs ne renseignent pas sur les plants monoïques ni sur la possibilité que la plante produise des fleurs mâles sous l'effet du stress ou d'une inversion sexuelle.
Peut-on acheter des graines de cannabis femelle ?
Oui. En réalité, de nombreuses entreprises de sélection et d'amélioration ont fait de ces graines féminisées leur produit phare.
Peut-on savoir si un cannabis est mâle d'après les graines ?
Techniquement oui, mais c'est assez complexe : on le saurait par une extraction d'ADN, difficile à réaliser sur des graines de Cannabis sativa. Le plus courant est de détecter les plants mâles lorsqu'ils commencent à développer leurs fleurs.
Que se passe-t-il si un plant de cannabis est mâle ?
Si vous découvrez un plant mâle dans votre culture et que vous ne faites pas d'amélioration ni de sélection, le mieux est de le retirer pour éviter qu'il ne pollinise les femelles. Il en va de même pour les monoïques.
Que peut-on fumer d'un plant de cannabis mâle ?
Les plants mâles ne se fument généralement pas car ils ne contiennent quasiment pas de cannabinoïdes. Si la plante a un beau port ou des caractéristiques intéressantes, on peut l'utiliser pour des croisements avec les meilleures femelles afin d'obtenir des variétés aux caractéristiques souhaitées.
Que se passe-t-il si vous fumez un plant mâle ?
Vous ne ressentirez probablement aucun effet en raison de sa faible teneur en cannabinoïdes. De plus, comparé aux têtes de la femelle, le mâle présente des niveaux de terpènes très bas, son odeur et son arôme sont donc moindres. À maturité, il produit beaucoup de pollen, et de nombreuses personnes y sont allergiques.
Quelle différence y a-t-il entre le cannabis mâle et femelle ?
Les plants mâles se reconnaissent à de petites billes situées à l'aisselle des feuilles ou des branches (les fleurs mâles, qui produisent le pollen à maturité). Les femelles présentent des pistils aux stigmates dont la couleur varie, semblables à de petits poils.
Comment éviter le croisement entre plants de cannabis mâles et femelles ?
En détectant à temps les plants mâles et en les éliminant de la culture pour qu'ils ne pollinisent pas les femelles.
Qu'est-ce que le cannabis hermaphrodite ?
En réalité, il n'existe pas de plants de cannabis hermaphrodites (avec des organes mâles et femelles dans la même fleur). Il existe des plants de Cannabis sativa monoïques, où la plante possède à la fois des fleurs mâles et des fleurs femelles.
Comment apparaît le cannabis monoïque ?
Chez certaines variétés, les traits monoïques peuvent apparaître à tout moment, même chez des graines féminisées, en raison de facteurs environnementaux stressants comme le manque d'eau, de nutriments ou des changements de lumière.
Comment savoir si le cannabis a été pollinisé ?
Observez la fleur et vérifiez si les bractées se sont agrandies : ces petites structures en forme de feuille protègent les organes reproducteurs de la femelle. Si vous avez un doute, ouvrez les bractées avec une pince ; si une graine se trouve à l'intérieur, il y a eu pollinisation.
Comment se forment les graines dans les têtes de cannabis ?
Si vous trouvez des graines dans une tête de cannabis, c'est qu'il y avait un plant mâle à proximité dans la culture, ou une femelle qui, sous l'effet du stress, s'est mise à produire du pollen. Le pollen voyage avec le vent et pollinise les fleurs femelles, qui produisent alors des têtes avec des graines. C'est là que se forme l'akène, un fruit sec à une seule graine (la graine de chanvre).
Existe-t-il des plants de cannabis autofertiles ?
Oui ; le Cannabis sativa peut s'autoféconder lorsqu'il est monoïque ou en cas d'inversion sexuelle. Il semble que ces plantes autofécondées se dégradent au bout de quelques générations, ce que l'on appelle en biologie la dépression de consanguinité.
Les fleurs que nous consommons sont celles de la plante femelle de cannabis. Voici quelques-unes de nos fleurs de CBD :
