Bei der Photosynthese nutzt die Cannabispflanze Lichtenergie, um aus Kohlendioxid und Wasser energiereiche organische Verbindungen aufzubauen. Dieser Prozess findet hauptsächlich in den grünen Blättern statt und bildet die energetische Grundlage für Wachstum, Wurzelentwicklung, Blütenbildung und zahlreiche Stoffwechselprozesse der Pflanze.
Cannabis unterscheidet sich dabei im Grundprinzip nicht von vielen anderen grünen Blütenpflanzen.
Die wichtigsten Bestandteile sind:
- Licht
- Kohlendioxid
- Wasser
- Chlorophyll
- Chloroplasten
- Photosysteme
- Enzyme
Vereinfacht lässt sich die Photosynthese darstellen als:
Kohlendioxid + Wasser + Lichtenergie → Kohlenhydrate + Sauerstoff
Die tatsächlichen biochemischen Vorgänge sind wesentlich komplexer.
Was ist Photosynthese?
Photosynthese ist der biologische Prozess, mit dem Pflanzen Lichtenergie in chemisch nutzbare Energie umwandeln.
Cannabis gehört zu den sogenannten:
photoautotrophen Organismen.
Das bedeutet:
Die Pflanze nutzt Licht als Energiequelle und Kohlendioxid als wichtige Kohlenstoffquelle für den Aufbau organischer Moleküle.
Aus diesen Kohlenstoffverbindungen entstehen später unter anderem Bestandteile von:
- Zellwänden
- Blättern
- Stängeln
- Wurzeln
- Blüten
- Samen
- sekundären Pflanzenstoffen
Ohne Photosynthese könnte die Cannabispflanze ihre Biomasse nicht aufbauen.
Wo findet die Photosynthese bei Cannabis statt?
Der überwiegende Teil findet in den:
Blättern
statt.
Besonders wichtig sind die Zellen des sogenannten:
Mesophylls.
Dort befinden sich zahlreiche:
Chloroplasten.
Chloroplasten sind spezialisierte Zellorganellen, in denen die lichtabhängigen und kohlenstofffixierenden Prozesse der Photosynthese stattfinden.
Interner Link: Cannabisblätter: Aufbau, Funktion und Besonderheiten
Was sind Chloroplasten?
Chloroplasten sind die Photosyntheseorganellen grüner Pflanzenzellen.
Sie besitzen ein komplexes inneres Membransystem aus sogenannten:
Thylakoiden.
Mehrere Thylakoide können zu Stapeln angeordnet sein, die:
Grana
genannt werden.
In den Thylakoidmembranen sitzen unter anderem:
- Chlorophyll
- Photosystem I
- Photosystem II
- Elektronentransportketten
- ATP-Synthase
Diese Strukturen ermöglichen der Pflanze, Lichtenergie zunächst in chemische Energieträger umzuwandeln.
Warum sind Cannabisblätter grün?
Die grüne Farbe entsteht hauptsächlich durch:
Chlorophyll.
Cannabis besitzt wie viele höhere Pflanzen insbesondere:
- Chlorophyll a
- Chlorophyll b
Diese Pigmente absorbieren Licht nicht in allen Wellenlängen gleich stark.
Besonders stark absorbieren Chlorophylle bestimmte Bereiche des:
- blauen
- roten
Lichts.
Grünes Licht wird vergleichsweise stärker reflektiert beziehungsweise durch das Blatt weitergeleitet.
Deshalb erscheinen die Blätter für das menschliche Auge grün.
Ist grünes Licht für Cannabis nutzlos?
Nein.
Eine weit verbreitete Vereinfachung lautet:
„Pflanzen nutzen nur rotes und blaues Licht.“
Das ist falsch.
Auch grünes Licht kann:
- in Blätter eindringen
- tiefer gelegene Blattgewebe erreichen
- zur Photosynthese beitragen
Das Absorptionsspektrum isolierter Chlorophyllmoleküle darf deshalb nicht direkt mit der tatsächlichen Nutzung von Licht durch ein vollständiges Blatt gleichgesetzt werden.
Pflanzen nutzen einen breiteren Teil des sichtbaren Spektrums.
Was bedeutet PAR?
PAR steht für:
Photosynthetically Active Radiation – photosynthetisch aktive Strahlung.
Traditionell wird darunter der Wellenlängenbereich von ungefähr:
400 bis 700 Nanometern
verstanden.
Dieser Bereich überschneidet sich weitgehend mit dem sichtbaren Licht.
Er umfasst unter anderem:
- violett
- blau
- grün
- gelb
- orange
- rot
Cannabis kann Photonen aus verschiedenen Bereichen dieses Spektrums für die Photosynthese nutzen.
Was ist ein Photon?
Ein Photon ist vereinfacht ein Lichtquant – also eine elementare Einheit elektromagnetischer Strahlung.
Bei der Photosynthese werden Photonen von Pigmenten wie:
Chlorophyll
aufgenommen.
Ihre Energie versetzt Elektronen in einen energiereicheren Zustand.
Damit beginnt eine Reihe biochemischer Reaktionen.
Was sind Photosystem I und Photosystem II?
In den Thylakoidmembranen befinden sich zwei zentrale Proteinkomplexe:
- Photosystem II
- Photosystem I
Trotz der Nummerierung beginnt der klassische lineare Elektronentransport zunächst beim:
Photosystem II.
Die Namen entstanden historisch nach der Reihenfolge ihrer Entdeckung.
Beide Photosysteme enthalten:
- Chlorophyll
- weitere Pigmente
- Proteine
und sind für die Umwandlung von Lichtenergie entscheidend.
Was passiert im Photosystem II?
Im Photosystem II wird Lichtenergie aufgenommen.
Dadurch werden Elektronen energetisch angeregt.
Die verlorenen Elektronen werden letztlich durch die Spaltung von:
Wasser
ersetzt.
Dabei entsteht unter anderem:
Sauerstoff.
Dieser Sauerstoff kann anschließend an die Umgebung abgegeben werden.
Das bedeutet:
Der Sauerstoff, den Pflanzen bei der Photosynthese freisetzen, stammt letztlich aus Wassermolekülen.
Warum produziert Cannabis Sauerstoff?
Bei den lichtabhängigen Reaktionen wird Wasser gespalten.
Vereinfacht entstehen dabei:
- Elektronen
- Protonen
- molekularer Sauerstoff
Der Sauerstoff wird für die Pflanze in diesem Zusammenhang nicht als eigentliches Zielprodukt produziert.
Er ist ein Nebenprodukt der Photosynthese.
Was passiert mit den Elektronen?
Die energiereichen Elektronen werden durch eine:
Elektronentransportkette
weitergegeben.
Dabei wird Energie genutzt, um einen Protonengradienten über der Thylakoidmembran aufzubauen.
Dieser Gradient treibt anschließend ein Enzym an:
ATP-Synthase.
Dadurch entsteht:
ATP.
ATP ist einer der wichtigsten kurzfristigen Energieträger biologischer Zellen.
Was sind ATP und NADPH?
Während der lichtabhängigen Reaktionen entstehen vor allem zwei wichtige Moleküle:
ATP
liefert chemisch nutzbare Energie.
NADPH
liefert energiereiche Elektronen beziehungsweise Reduktionskraft.
Beide werden anschließend benötigt, um Kohlendioxid in organische Kohlenstoffverbindungen einzubauen.
Was ist der Calvin-Zyklus?
Der Calvin-Zyklus ist eine Reihe enzymatischer Reaktionen im:
Stroma der Chloroplasten.
Dabei wird Kohlendioxid in organische Moleküle eingebaut.
Der Prozess benötigt unter anderem:
- ATP
- NADPH
aus den lichtabhängigen Reaktionen.
Ein besonders wichtiges Enzym ist:
RuBisCO.
Was ist RuBisCO?
RuBisCO steht für:
Ribulose-1,5-bisphosphat-Carboxylase/Oxygenase.
Das Enzym bindet Kohlendioxid an ein organisches Akzeptormolekül.
Damit beginnt die eigentliche:
Kohlenstofffixierung.
RuBisCO gehört zu den mengenmäßig bedeutendsten Proteinen der Pflanzenwelt.
Seine Tätigkeit ist für die Photosynthese von Cannabis zentral.
Macht Cannabis bei der Photosynthese direkt Zucker?
Die häufig verwendete Gleichung:
CO₂ + Wasser + Licht → Glucose + Sauerstoff
ist eine nützliche Vereinfachung.
Tatsächlich entsteht im Calvin-Zyklus zunächst unter anderem:
Glycerinaldehyd-3-phosphat – G3P.
Aus solchen Zwischenprodukten kann die Pflanze anschließend verschiedenste Kohlenhydrate herstellen.
Dazu gehören beispielsweise:
- Glucose
- Saccharose
- Stärke
- Cellulose
Die Photosynthese ist also Teil eines umfangreichen Stoffwechselnetzwerks.
Was passiert mit dem produzierten Kohlenstoff?
Der aufgenommene Kohlenstoff wird nicht nur zu „Zucker“.
Er kann später Bestandteil zahlreicher Pflanzenstoffe werden.
Beispielsweise von:
- Zellulose
- Proteinen
- Lipiden
- organischen Säuren
- Zellwänden
- sekundären Pflanzenstoffen
Damit stammt ein großer Teil der trockenen Pflanzenmasse letztlich aus:
Kohlendioxid aus der Luft.
Wie gelangt CO₂ in ein Cannabisblatt?
Kohlendioxid gelangt hauptsächlich durch kleine regulierbare Öffnungen in das Blatt:
Stomata – Spaltöffnungen.
Diese befinden sich bei Cannabis besonders zahlreich an der Blattunterseite.
Im Blatt diffundiert CO₂ anschließend in die Zwischenräume des Blattgewebes und zu den photosynthetisch aktiven Zellen.
Was sind Stomata?
Stomata bestehen jeweils aus:
zwei Schließzellen
und einer dazwischenliegenden Öffnung.
Sie können ihre Öffnungsweite verändern.
Dadurch reguliert die Pflanze unter anderem:
- CO₂-Aufnahme
- Wasserverlust
- Gasaustausch
Das ist ein biologischer Zielkonflikt.
Für die Photosynthese benötigt die Pflanze CO₂.
Offene Stomata führen gleichzeitig zu:
Wasserverlust durch Transpiration.
Was bedeutet stomatäre Leitfähigkeit?
Die stomatäre Leitfähigkeit beschreibt vereinfacht, wie leicht Gase durch die Spaltöffnungen eines Blattes ausgetauscht werden können.
Hohe stomatäre Leitfähigkeit kann unter geeigneten Bedingungen eine stärkere CO₂-Aufnahme ermöglichen.
Gleichzeitig kann dadurch mehr Wasser verdunsten.
In wissenschaftlichen Untersuchungen zu Cannabis werden deshalb häufig gemeinsam gemessen:
- Photosyntheserate
- stomatäre Leitfähigkeit
- Transpiration
- Wassernutzungseffizienz
Neuere Studien zeigen, dass Cannabis seine Blattphysiologie deutlich an unterschiedliche Lichtbedingungen anpassen kann.
Was ist Transpiration?
Transpiration bezeichnet die Verdunstung von Wasser aus der Pflanze.
Ein großer Teil erfolgt über die Stomata der Blätter.
Dabei entsteht ein Wasserfluss durch das:
Xylem.
Vereinfacht:
Wurzeln → Stängel → Blätter → Atmosphäre
Dieser Transport hilft gleichzeitig bei der Verteilung gelöster Mineralstoffe.
Interner Link: Cannabiswurzeln
Interner Link: Cannabisstängel
Was bedeutet Wassernutzungseffizienz?
Die Wassernutzungseffizienz beschreibt in diesem Zusammenhang das Verhältnis zwischen:
aufgenommenem beziehungsweise fixiertem CO₂
und:
verlorenem Wasser.
Eine Pflanze muss also möglichst sinnvoll zwischen:
- Kohlenstoffgewinn
- Wasserverlust
balancieren.
Cannabis kann seine Photosynthese- und Wassernutzungseigenschaften an längerfristige Lichtbedingungen anpassen. Eine 2025 veröffentlichte Studie zeigte beispielsweise Unterschiede der photosynthetischen Kapazität und Wassernutzungseffizienz bei Blättern, die sich unter verschiedenen Lichtumgebungen entwickelt hatten.
Ist Cannabis eine C3-Pflanze?
Ja.
Cannabis sativa L. wird als:
C3-Pflanze
eingeordnet.
Der Begriff bezieht sich darauf, dass bei der klassischen CO₂-Fixierung zunächst ein Molekül mit drei Kohlenstoffatomen entsteht.
Zu den C3-Pflanzen gehören auch viele andere wichtige Pflanzenarten.
Beispiele sind:
- Weizen
- Reis
- Soja
Cannabis besitzt damit keinen spezialisierten C4-Stoffwechsel wie beispielsweise Mais.
Was ist Photorespiration?
RuBisCO kann nicht nur mit CO₂ reagieren, sondern auch mit:
Sauerstoff.
Dieser konkurrierende Prozess führt zur:
Photorespiration.
Dabei wird Energie verbraucht und zuvor gebundener Kohlenstoff kann wieder freigesetzt werden.
Photorespiration tritt besonders bei C3-Pflanzen auf.
Sie gehört daher auch zur Pflanzenphysiologie von Cannabis.
Ist Photorespiration dasselbe wie Zellatmung?
Nein.
Das sind verschiedene Prozesse.
Photorespiration
steht in Verbindung mit der Sauerstoffreaktion von RuBisCO.
Zellatmung
baut energiereiche organische Moleküle ab, um ATP zu gewinnen.
Die Cannabispflanze betreibt:
Photosynthese und Zellatmung.
Pflanzen „atmen“ also ebenfalls.
Betreibt Cannabis nachts Photosynthese?
Nein.
Ohne Licht können die lichtabhängigen Reaktionen der Photosynthese nicht normal ablaufen.
Die Pflanze betreibt nachts jedoch weiterhin:
Zellatmung.
Dabei werden organische Moleküle zur Energiegewinnung genutzt.
Eine Pflanze ist also auch während der Dunkelphase metabolisch aktiv.
Verbraucht Cannabis nachts Sauerstoff?
Ja.
Die Zellatmung benötigt Sauerstoff.
Dabei werden organische Verbindungen abgebaut und Energie in Form von ATP nutzbar gemacht.
Dieser Prozess findet:
Tag und Nacht
statt.
Am Tag überlagert die Sauerstoffproduktion der Photosynthese meist den Sauerstoffverbrauch durch Zellatmung.
Was ist Netto-Photosynthese?
Wissenschaftliche Messungen unterscheiden häufig zwischen:
- Brutto-Photosynthese
- Atmung
- Netto-Photosynthese
Vereinfacht:
Netto-Photosynthese = Photosyntheseleistung − gleichzeitig stattfindende CO₂-Freisetzung
Wenn in Studien von der Netto-CO₂-Aufnahme eines Cannabisblatts gesprochen wird, ist normalerweise diese Bilanz gemeint.
Was ist der Lichtkompensationspunkt?
Bei sehr wenig Licht produziert die Pflanze durch Photosynthese nur geringe Mengen organischer Energie.
Gleichzeitig läuft die Zellatmung weiter.
Der:
Lichtkompensationspunkt
ist die Lichtintensität, bei der sich CO₂-Aufnahme durch Photosynthese und CO₂-Abgabe durch Atmung ungefähr ausgleichen.
Unterhalb davon ist die Kohlenstoffbilanz des Blattes negativ.
Was ist der Lichtsättigungspunkt?
Mit zunehmender Lichtmenge steigt die Photosyntheserate zunächst an.
Irgendwann können andere Faktoren begrenzend werden.
Dann führt zusätzliches Licht nicht mehr proportional zu mehr Photosynthese.
Dieser Bereich wird als:
Lichtsättigung
bezeichnet.
Bei Cannabis können sich solche Lichtreaktionen je nach:
- Genotyp
- Entwicklungsphase
- vorheriger Lichtumgebung
- Blattposition
deutlich unterscheiden.
Neuere Untersuchungen beschreiben Cannabis als Pflanze mit vergleichsweise hoher photosynthetischer Kapazität und einer deutlichen Anpassungsfähigkeit an verschiedene Lichtumgebungen.
Bedeutet mehr Licht automatisch mehr Photosynthese?
Nein – jedenfalls nicht unbegrenzt.
Bei niedriger Lichtverfügbarkeit kann mehr Licht die Photosynthese steigern.
Mit zunehmender Intensität können jedoch andere Faktoren limitieren.
Dazu gehören beispielsweise:
- CO₂-Verfügbarkeit
- Temperatur
- Wasserhaushalt
- enzymatische Kapazität
- Blattphysiologie
Sehr hohe Strahlungsbelastungen können zudem Stress verursachen.
Die einfache Formel:
„Doppelt so viel Licht = doppelt so viel Photosynthese“
ist deshalb falsch.
Kann zu viel Licht Pflanzen schädigen?
Ja.
Ist mehr Lichtenergie vorhanden, als die Pflanze verarbeiten kann, können Schutzmechanismen aktiviert werden.
Bei sehr starker Belastung kann:
Photoinhibition
auftreten.
Dabei nimmt insbesondere die Leistungsfähigkeit der photosynthetischen Apparate ab.
Pflanzen besitzen jedoch zahlreiche Schutzmechanismen, um überschüssige Energie:
- abzuleiten
- umzuwandeln
- unschädlich zu machen
Was sind Carotinoide?
Neben Chlorophyll besitzen Cannabisblätter:
Carotinoide.
Dazu gehören verschiedene gelbe beziehungsweise orange Pflanzenpigmente.
Sie erfüllen unter anderem Aufgaben bei:
- Lichtaufnahme
- Energieübertragung
- Schutz des Photosyntheseapparats
Bestimmte Carotinoide helfen dabei, überschüssige Lichtenergie kontrolliert abzuleiten.
Was ist Photoprotektion?
Photoprotektion umfasst Mechanismen, mit denen Pflanzen ihren Photosyntheseapparat vor überschüssiger Lichtenergie schützen.
Dazu gehört unter anderem:
nicht-photochemisches Quenching – NPQ.
Dabei wird überschüssige Energie letztlich teilweise als:
Wärme
abgegeben.
Das schützt Photosysteme vor Schäden.
Passt sich Cannabis an unterschiedliche Lichtbedingungen an?
Ja.
Pflanzen können ihre Blattstruktur und Physiologie an die Lichtumgebung anpassen.
Dieser Vorgang wird:
Akklimatisation
genannt.
Bei Cannabis wurden beispielsweise Veränderungen beobachtet bei:
- Blattdicke
- Photosynthesekapazität
- Chlorophyll
- Wassernutzung
- Atmung
Eine aktuelle Studie aus 2025 zeigte, dass Blätter, die unter höheren kumulativen Lichtmengen entstanden waren, bei hohen Messlichtintensitäten eine höhere maximale Netto-Photosynthese erreichen konnten als Blätter aus niedrigeren Lichtumgebungen.
Sind Sonnenblätter und Schattenblätter gleich?
Nein.
Bei vielen Pflanzen entwickeln Blätter abhängig von ihrer Lichtumgebung unterschiedliche Eigenschaften.
Stärker belichtete Blätter können beispielsweise:
- dicker
- strukturell anders aufgebaut
- photosynthetisch leistungsfähiger bei hoher Beleuchtung
sein.
Blätter aus schattigeren Bereichen können dagegen effizienter an geringe Lichtmengen angepasst sein.
Auch Cannabis zeigt entsprechende Akklimatisationsreaktionen.
Ist Photosynthese dasselbe wie Photomorphogenese?
Nein.
Diese beiden Begriffe sollten klar getrennt werden.
Photosynthese
nutzt Licht als:
Energiequelle.
Photomorphogenese
nutzt Licht als:
Informationssignal.
Eine Pflanze kann also Licht nicht nur energetisch verwerten, sondern auch wahrnehmen.
Wie „sieht“ Cannabis Licht?
Cannabis besitzt verschiedene:
Photorezeptoren.
Dazu gehören unter anderem:
- Phytochrome
- Cryptochrome
- Phototropine
Diese Proteine reagieren auf bestimmte Bereiche des Lichtspektrums.
Dadurch kann Licht unter anderem beeinflussen:
- Pflanzenentwicklung
- Sprossstreckung
- Blattentwicklung
- Tagesrhythmus
- Blütenentwicklung
Licht ist für Cannabis deshalb gleichzeitig:
Energie und Information.
Was sind Phytochrome?
Phytochrome sind Photorezeptoren, die besonders auf:
- rotes
- fernrotes
Licht reagieren.
Sie spielen bei zahlreichen pflanzlichen Entwicklungsprozessen eine Rolle.
Dazu gehört auch die Wahrnehmung von:
- Tageslänge
- Lichtqualität
- Nachbarpflanzen
Sie dürfen nicht mit Chlorophyll verwechselt werden.
Chlorophyll dient hauptsächlich der Energieaufnahme für die Photosynthese.
Phytochrome funktionieren dagegen vor allem als:
Lichtsensoren.
Was sind Cryptochrome?
Cryptochrome reagieren besonders auf:
- blaues
- UV-A-nahes
Licht.
Sie können an verschiedenen Entwicklungsprozessen beteiligt sein.
Dazu gehören beispielsweise:
- Tagesrhythmus
- Sprossentwicklung
- Lichtantworten
Auch diese Funktionen gehören eher zur:
Photomorphogenese
als zur eigentlichen Photosynthese.
Was ist Photoperiodismus?
Photoperiodismus beschreibt die Reaktion eines Organismus auf die Länge von:
- Hellphase
- Dunkelphase
Cannabis besitzt Linien, bei denen die Tageslänge einen starken Einfluss auf den Übergang zur Blüte hat.
Damit ist die Photoperiode vor allem ein:
Entwicklungs- und Zeitsignal.
Sie darf nicht mit der täglichen Photosyntheseleistung gleichgesetzt werden.
Interner Link: Lebenszyklus der Cannabispflanze
Warum ist Dunkelheit für Cannabis biologisch relevant?
Dunkelheit bedeutet nicht einfach:
„Die Pflanze tut nichts.“
Während der Dunkelphase laufen weiterhin zahlreiche Prozesse.
Dazu gehören unter anderem:
- Zellatmung
- Stofftransport
- Hormonregulation
- Wachstum
- circadiane Prozesse
Bei photoperiodisch empfindlichen Cannabislinien liefert insbesondere die Länge der ununterbrochenen Dunkelphase außerdem Informationen über die Jahreszeit.
Was ist die circadiane Uhr?
Pflanzen besitzen eine interne biologische Zeitsteuerung:
circadiane Uhr.
Sie organisiert zahlreiche Prozesse ungefähr im 24-Stunden-Rhythmus.
Dazu gehören beispielsweise:
- Genexpression
- Photosynthese
- Stomataregulation
- Wachstum
- Hormonprozesse
Licht dient dabei als wichtiger äußerer Zeitgeber.
Was hat Photosynthese mit Cannabisblüten zu tun?
Blüten selbst sind nicht vollständig unabhängig.
Ein großer Teil der für ihre Entwicklung benötigten Kohlenstoffverbindungen stammt aus:
photosynthetisch aktiven Geweben.
Insbesondere größere Blätter können Assimilate produzieren und über das:
Phloem
zu den Blüten transportieren.
Blüten sind daher typische:
Sink-Organe.
Interner Link: Cannabisblüte: Aufbau, Funktion und Inhaltsstoffe
Was bedeutet Source und Sink?
Source
Ein Organ produziert mehr Kohlenstoffverbindungen, als es selbst benötigt.
Beispiel:
entwickeltes Fächerblatt
Sink
Ein Organ benötigt beziehungsweise speichert Kohlenstoffverbindungen.
Beispiele:
- junge Triebe
- Wurzeln
- Blüten
- Samen
Photosynthese in den Blättern unterstützt daher indirekt die Entwicklung vieler anderer Pflanzenorgane.
Haben Zuckerblätter Photosynthese?
Ja.
Auch sogenannte:
Zuckerblätter
enthalten Chlorophyll und können Photosynthese betreiben.
Sie besitzen zusätzlich häufig viele:
glanduläre Trichome.
Dadurch erfüllen sie gleichzeitig:
- photosynthetische Funktionen
- Funktionen im sekundären Pflanzenstoffwechsel
Sie unterscheiden sich damit chemisch deutlich von großen Fächerblättern.
Betreiben Cannabisblüten selbst Photosynthese?
Grüne Gewebe innerhalb beziehungsweise in unmittelbarer Nähe von Blütenständen können eine gewisse photosynthetische Aktivität besitzen.
Der Hauptanteil der Photosynthese einer entwickelten Pflanze liegt jedoch bei den:
Blättern.
Blütenstände sind stark auf den Transport von Assimilaten aus anderen Pflanzenorganen angewiesen.
Was hat Photosynthese mit Cannabinoiden zu tun?
Cannabinoide entstehen über komplexe Stoffwechselwege.
Die dafür benötigten Kohlenstoffgerüste und energiereichen Verbindungen stammen letztlich aus dem primären Stoffwechsel der Pflanze.
Photosynthese liefert daher indirekt die:
- Energie
- Kohlenstoffbausteine
für die Bildung zahlreicher sekundärer Pflanzenstoffe.
Dazu gehören auch:
- Cannabinoide
- Terpene
- Flavonoide
Photosynthese produziert jedoch nicht direkt THC oder CBD.
Entsteht THC durch Licht?
Nicht direkt.
Licht treibt die Photosynthese an und beeinflusst zahlreiche Entwicklungs- und Stoffwechselprozesse.
Die Bildung von THCA erfolgt dagegen über spezialisierte enzymatische Biosynthesewege in glandulären Trichomen.
Daran beteiligt sind unter anderem:
- CBGA
- THCA-Synthase
Die Gleichung:
„Licht → THC“
wäre deshalb biologisch viel zu einfach.
Interner Link: Was ist THC?
Kann mehr Photosynthese automatisch mehr THC bedeuten?
Nein.
Eine höhere Photosyntheserate kann mehr Ressourcen für Pflanzenwachstum und Stoffwechsel bereitstellen.
Der THC-Gehalt einer Blüte hängt jedoch zusätzlich stark ab von:
- Genetik
- Chemotyp
- Trichomentwicklung
- Genexpression
- Entwicklungsstadium
- Pflanzengewebe
Aktuelle Cannabisstudien zeigen zwar Zusammenhänge zwischen Lichtumgebung, Biomasse und sekundären Metaboliten, aber daraus folgt keine universelle Regel, nach der eine bestimmte Steigerung der Photosynthese automatisch einen bestimmten THC-Wert erzeugt.
Beeinflusst Licht sekundäre Pflanzenstoffe?
Ja.
Licht kann Pflanzenchemie auf mehreren Ebenen beeinflussen:
- als Energiequelle der Photosynthese
- als Entwicklungsreiz
- über Photorezeptoren
- über Stress- und Regulationsprozesse
Für Cannabis wurden Zusammenhänge zwischen Lichtumgebung und:
- Cannabinoiden
- Terpenen
- Biomasse
untersucht.
Die genauen Reaktionen unterscheiden sich jedoch nach:
- Genotyp
- Entwicklungsstadium
- untersuchtem Stoff
- Umwelt
Deshalb sind pauschale Aussagen wie:
„Lichtfarbe X produziert automatisch Cannabinoid Y“
wissenschaftlich nicht seriös.
Haben alle Cannabisgenetiken dieselbe Photosyntheseleistung?
Nein.
Cannabis besitzt eine große genetische Vielfalt.
Unterschiedliche Genotypen können sich unter anderem unterscheiden bei:
- Blattstruktur
- Stomatadichte
- Photosynthesekapazität
- Wassernutzung
- Wachstum
- Reaktion auf Umweltbedingungen
Bereits ältere und moderne Studien zeigen Unterschiede der Photosynthese zwischen verschiedenen Cannabis-Populationen beziehungsweise Kultivaren.
Kann man die Photosynthese an einem Blatt messen?
Ja.
In der Pflanzenforschung werden häufig sogenannte:
Gaswechselmessungen
durchgeführt.
Dabei kann gemessen werden:
- CO₂-Aufnahme
- Wasserdampfabgabe
- stomatäre Leitfähigkeit
- Netto-Photosynthese
- Atmung
Zusätzlich können Forscher sogenannte:
Lichtreaktionskurven
erstellen.
Damit wird untersucht, wie ein Blatt auf unterschiedliche Lichtmengen reagiert.
Kann man Photosynthese an der grünen Farbe erkennen?
Nur sehr eingeschränkt.
Ein grünes Blatt besitzt Chlorophyll.
Die Farbe allein verrät jedoch nicht:
- aktuelle CO₂-Aufnahme
- photosynthetische Effizienz
- stomatäre Leitfähigkeit
- maximale Photosynthesekapazität
Dafür sind physiologische Messungen erforderlich.
Was ist Chlorophyllfluoreszenz?
Ein kleiner Teil der von Chlorophyll aufgenommenen Lichtenergie wird als:
Fluoreszenz
wieder abgegeben.
Forscher können diese Fluoreszenz messen.
Dadurch lassen sich Rückschlüsse auf den Zustand des:
Photosystem II
ziehen.
Chlorophyllfluoreszenz ist deshalb ein wichtiges Werkzeug der Pflanzenphysiologie.
Werden Cannabisblätter ohne Chlorophyll weiß?
Gewebe mit sehr wenig beziehungsweise keinem Chlorophyll kann:
- gelblich
- cremefarben
- weißlich
erscheinen.
Solche Bereiche können nur eingeschränkt beziehungsweise gar nicht normal photosynthetisch arbeiten.
Die Pflanze muss sie daher teilweise über andere grüne Gewebe mit organischen Stoffen versorgen.
Warum werden Cannabisblätter im Alter gelb?
Während der:
Seneszenz
wird Chlorophyll zunehmend abgebaut.
Dadurch verschwinden grüne Pigmente.
Andere Pigmente werden sichtbarer.
Die Photosyntheseleistung dieser Blätter nimmt dabei ebenfalls ab.
Interner Link: Lebenszyklus der Cannabispflanze
Photosynthese bei Cannabis: Das Wichtigste zusammengefasst
Cannabis nutzt Photosynthese, um Lichtenergie in chemische Energie umzuwandeln und Kohlendioxid in organische Kohlenstoffverbindungen einzubauen.
Die wichtigsten Fakten:
- Cannabis ist eine photosynthetisch aktive C3-Pflanze.
- Der Großteil der Photosynthese findet in den Blättern statt.
- Chloroplasten sind die wichtigsten Zellorganellen der Photosynthese.
- Chlorophyll a und b sind zentrale Photosynthesepigmente.
- Pflanzen nutzen nicht ausschließlich rotes und blaues Licht.
- Auch grünes Licht kann zur Photosynthese beitragen.
- PAR bezeichnet traditionell den Bereich von ungefähr 400 bis 700 Nanometern.
- Photosystem II und Photosystem I wandeln Lichtenergie in chemische Energie um.
- Bei den Lichtreaktionen entstehen ATP und NADPH.
- Bei der Wasserspaltung wird Sauerstoff freigesetzt.
- Im Calvin-Zyklus wird Kohlendioxid in organische Moleküle eingebaut.
- RuBisCO spielt dabei eine zentrale Rolle.
- CO₂ gelangt hauptsächlich durch Stomata in das Blatt.
- Offene Stomata ermöglichen CO₂-Aufnahme, führen aber gleichzeitig zu Wasserverlust.
- Dieser Wasserverlust heißt Transpiration.
- Cannabis kann seine Blattphysiologie an unterschiedliche Lichtbedingungen anpassen.
- Mehr Licht bedeutet nicht unbegrenzt mehr Photosynthese.
- Bei sehr hoher Belastung kann Photoinhibition auftreten.
- Cannabis betreibt auch Zellatmung.
- Nachts findet keine normale Photosynthese statt, die Zellatmung läuft jedoch weiter.
- Photosynthese und Photomorphogenese sind unterschiedliche Prozesse.
- Licht dient Cannabis sowohl als Energiequelle als auch als biologisches Signal.
- Photorezeptoren beeinflussen Wachstum und Entwicklung.
- Die Photoperiode kann bei bestimmten Cannabisgenetiken den Blütebeginn beeinflussen.
- Große Blätter fungieren häufig als Source-Gewebe.
- Wurzeln, Blüten und Samen können als Sink-Gewebe fungieren.
- Photosynthese stellt Kohlenstoff und Energie für zahlreiche Stoffwechselwege bereit.
- Cannabinoide werden jedoch nicht direkt durch die Photosynthese erzeugt.
- THC-Gehalt und Photosyntheserate lassen sich nicht einfach gleichsetzen.
- Genetik und Umwelt beeinflussen die Photosyntheseleistung gemeinsam.
Photosynthese verbindet damit nahezu alle Bereiche der Cannabispflanze: Die Wurzeln liefern Wasser, die Blätter nehmen Licht und Kohlendioxid auf, der Stängel verteilt Wasser und Assimilate und Blüten sowie Samen nutzen die entstandenen Ressourcen für Wachstum und Fortpflanzung.
Häufige Fragen zur Photosynthese bei Cannabis
Betreibt Cannabis Photosynthese?
Ja. Cannabis ist eine grüne C3-Pflanze und nutzt Photosynthese zur Gewinnung chemischer Energie und zum Aufbau organischer Kohlenstoffverbindungen.
Wo findet die Photosynthese statt?
Hauptsächlich in den Chloroplasten der Blattzellen.
Warum sind Cannabisblätter grün?
Vor allem aufgrund der Pigmente Chlorophyll a und Chlorophyll b.
Nutzt Cannabis grünes Licht?
Ja. Grünes Licht ist nicht nutzlos und kann ebenfalls zur Photosynthese eines Blattes beitragen.
Was bedeutet PAR?
PAR steht für photosynthetisch aktive Strahlung und bezeichnet traditionell den Wellenlängenbereich von etwa 400 bis 700 Nanometern.
Was braucht Cannabis für die Photosynthese?
Grundlegend benötigt die Pflanze Licht, Wasser und Kohlendioxid sowie einen funktionsfähigen Photosyntheseapparat.
Woher kommt das Kohlendioxid?
CO₂ gelangt aus der Umgebungsluft hauptsächlich durch die Stomata in die Blätter.
Woher kommt das Wasser?
Wasser wird über die Wurzeln aufgenommen und über das Xylem zu den Blättern transportiert.
Produziert Cannabis Sauerstoff?
Ja. Bei der lichtabhängigen Photosynthese entsteht molekularer Sauerstoff durch Wasserspaltung.
Betreibt Cannabis nachts Photosynthese?
Nein. Ohne Licht laufen die lichtabhängigen Reaktionen nicht normal weiter. Zellatmung findet jedoch auch nachts statt.
Verbraucht Cannabis Sauerstoff?
Ja. Pflanzenzellen benötigen Sauerstoff für die Zellatmung.
Ist Cannabis eine C3- oder C4-Pflanze?
Cannabis ist eine C3-Pflanze.
Was ist RuBisCO?
RuBisCO ist ein zentrales Enzym der Kohlenstofffixierung im Calvin-Zyklus.
Bedeutet mehr Licht automatisch mehr Photosynthese?
Nein. Die Photosynthese kann mit zunehmendem Licht zunächst steigen, wird später aber durch weitere Faktoren begrenzt.
Hat mehr Photosynthese automatisch mehr THC zur Folge?
Nein. Cannabinoidproduktion hängt zusätzlich stark von Genetik, Trichomen, Entwicklung und Stoffwechselregulation ab.
Ist Photosynthese dasselbe wie Photoperiode?
Nein. Photosynthese nutzt Licht als Energie. Photoperiodismus beschreibt dagegen die Reaktion einer Pflanze auf die Dauer von Hell- und Dunkelphasen.
Was ist Photomorphogenese?
Photomorphogenese bezeichnet Entwicklungsreaktionen, bei denen Licht als Informationssignal wahrgenommen wird.
Quellen & weiterführende Informationen
Eichhorn Bilodeau et al.: An Update on Plant Photobiology and Implications for Cannabis Production
Grundlegende Review zu Photosynthese, PAR, Chlorophyll, Photorezeptoren und Photomorphogenese bei Cannabis.
Vegetative and reproductive stage lighting interactions on flower yield, water use efficiency, terpenes, and cannabinoids of Cannabis sativa
Aktuelle Studie von 2025 zu Photosyntheserate, Lichtakklimatisation und Wassernutzungseffizienz von Cannabisblättern.
Illuminating Cannabis sativa L.: The Power of Light in Enhancing C. sativa Growth and Secondary Metabolite Production
Review von 2024 zu Licht, Pflanzenentwicklung, Photosynthese und sekundären Pflanzenstoffen.
High light intensity improves yield of specialized metabolites in medicinal cannabis
Studie von 2024 zu Photosynthesekapazität, Biomasse sowie Cannabinoid- und Terpenakkumulation.
Hinweis
Dieser Artikel dient der botanischen und wissenschaftlichen Information über die Photosynthese von Cannabis sativa L. Er stellt keine Anleitung zur Beleuchtung oder zum Anbau von Cannabis dar.