Die Evolution des Endocannabinoid-Systems - welche Tiere es haben und welche nicht

Das Endocannabinoid-System (ECS) wird oft als "eines der wichtigsten Regulierungssysteme in der Biologie der Säugetiere" beschrieben. Aber das ist nicht das ganze Bild. Das ECS ist älter als Säugetiere, älter als Wirbeltiere und vielleicht sogar älter als die ersten Tiere mit einem Nervensystem. Cannabinoidähnliche Rezeptoren wurden bei Kreaturen gefunden, die vor über 600 Millionen Jahren lebten. Das stellt THC, CBD und den gesamten Cannabismarkt in ein ganz anderes Licht: Hanf hat das ECS nicht "erfunden" - es hat ein System gefunden, das seit Hunderten von Millionen Jahren auf es gewartet hat.

Wichtige Informationen
• Der CB1-Rezeptor trat bei Wirbeltieren vor mindestens 500 Millionen Jahren auf - der Ortholog CB1 wurde bei Neunaugen (Petromyzon marinus), den ältesten lebenden Wirbeltieren ohne Kiefer, identifiziert (Elphick et al., BMC Evolutionary Biology 2004).
• ECS reguliert bei den meisten Tieren die gleichen Funktionen wie bei Säugetieren: Appetit, Schmerz, Fortpflanzung, Stressreaktion und energetische Homöostase.
• Insekten haben keinen Orthologen von CB1 - das ist eine Ausnahme unter den taxonomischen Gruppen der wirbellosen Tiere, die auf einen selektiven Verlust des Gens hindeutet.
• Hunde haben 4-5× mehr CB1-Rezeptoren im Kleinhirn als Menschen, was ihre drastisch höhere Empfindlichkeit gegenüber THC erklärt.

Woher kommt das ECS - wie viele Millionen Jahre hat es?

Die konservativsten evolutionären Schätzungen datieren das ECS bei protostomalen Wirbellosen auf mindestens 550-600 Millionen Jahre, aber die Beweise reichen noch weiter zurück. Elphick und Kollegen in BMC Evolutionary Biology (2004) Sie haben die Anwesenheit eines CB1-ähnlichen Rezeptors bei Neunaugen (Petromyzon marinus) nachgewiesen - bei den Kieferlosen, die sich vor über 500 Millionen Jahren von der evolutionären Linie der Säugetiere abspalteten. Dieser Rezeptor bindet Anandamid und 2-AG mit ähnlicher Affinität wie CB1 bei Säugetieren.

Noch tiefer im Baum der Evolution reichen die Studien an Nesseltieren (Cnidaria). McPartland und Kollegen in Gene (2006) Sie haben das Genom von Hydra vulgaris durchsucht und Sequenzen identifiziert, die einen GPCR-Rezeptor mit einer Struktur ähnlich wie CB1 kodieren. Hydra hat kein Gehirn oder ein Nervensystem im Sinne von Wirbeltieren, aber ein primitives, verteiltes Nervensystem (Nervennetz) - und auf dieser Ebene reguliert das ECS bereits das Fressen und die Reaktion auf chemische Reize.

Existierte das ECS vielleicht schon früher, bei Einzellern oder Pilzen? Die Genome von Hefen und einfachsten Pilzen enthalten keine Orthologe von CB1/CB2. Allerdings produzieren Pilze lipide, die N-Acyloethanolamine ähneln - möglicherweise Vorläufer des ECS. Eine detaillierte Überprüfung genomischer Datenbanken aus dem Jahr 2020 (Elphick, Barker, Open Biology) hat jedoch keine Homologe von CB-Rezeptoren bei Pflanzen oder Pilzen gefunden, was darauf hindeutet, dass das ECS ein rein tierisches Phänomen ist.

Wirbeltiere - CB1 und CB2 in klassischer Form

Bei allen Wirbeltieren - von Knorpelfischen (Haie, Rochen) bis zu Säugetieren - wurden sowohl CB1 als auch CB2 mit hoher Sequenzkonservierung gefunden. Elphick und Egertova in Pharmacological Reviews (2001) Sie beschrieben, dass die Aminosäuresequenz von CB1 bei Fischen ~70% identisch mit CB1 bei Säugetieren ist - das bedeutet, dass sich der Rezeptor über 400 Millionen Jahre Evolution kaum verändert hat. Das ist ein starker Selektionsdruck auf die Erhaltung der Funktion.

Bei Vögeln ist die Situation interessant: Sie haben CB1 und CB2, aber die Expression von CB1 im Gehirn ist deutlich geringer als bei Säugetieren. Kempf und Kollegen in Brain Research (2000) Sie haben gezeigt, dass CB1 bei Vögeln hauptsächlich im Vorderhirn und im Kleinhirn konzentriert ist, jedoch mit einer geringeren Dichte als bei Mäusen oder Menschen. Vögel könnten aus diesem Grund weniger empfindlich auf Phytocannabinoide reagieren als Säugetiere - obwohl es an großen vergleichenden Studien mangelt.

Amphibien und Reptilien haben ein funktionales ECS. Bei Fröschen reguliert CB1 die Thermogenese und die motorische Aktivität. Bei dem Hausgecko (Gekko gecko) wurde gezeigt, dass 2-AG die Reaktion auf Stress und Aggression moduliert - was darauf hindeutet, dass die neuromodulatorische Rolle des ECS über die gesamte Evolution der Reptilien hinweg erhalten geblieben ist.

Wirbellose - wo das ECS verschwindet oder sich verändert

Unter den Wirbellosen ist das Bild uneinheitlich. Stachelhäuter (Echinodermata - Seeigel, Seesterne) haben einen CB1-ähnlichen Rezeptor, der die Bewegung des Flimmerepithels und das Fressverhalten reguliert. Weichtiere (Schnecken, Muscheln, Tintenfische) haben ein teilweise funktionales ECS - Rezeptoren, die CB2 ähneln, aber kein CB1, sowie Enzyme zum Abbau von AEA. Salzet und Stefano in Brain Research Reviews (2002) Sie beschrieben die Wirkung von Anandamid auf die Bewegung von Muschel-Larven - was darauf hindeutet, dass AEA als Bewegungs-Signalgeber bereits vor der Entwicklung eines komplexen Nervensystems existierte.

Der interessanteste Fall sind die Insekten. Die Fruchtfliege (Drosophila melanogaster) - ein Modell für genetische Forschung - hat keinen CB1-Ortholog. Ihr GPCR-Rezeptor CG9753 hat eine ähnliche Architektur wie CB2, aber die homologe Sequenz ist niedrig (~25%). Pharmakologische Studien haben gezeigt, dass Drosophila nicht auf AEA oder 2-AG über diesen Rezeptor reagiert, vergleichbar mit CB2 bei Säugetieren. Das ist ein evolutionäres „Rätsel“ - haben Insekten CB1 im Laufe der Evolution verloren oder haben sie ihn nie erworben? Die Analyse der Genome deutet eher auf einen Verlust hin, denn bei Stachelhäutern (evolutionär näher an Wirbeltieren als Insekten) ist ein CB1-ähnlicher Rezeptor vorhanden.

Unsere Beobachtungen zu dieser Literatur deuten auf eine faszinierende Regelmäßigkeit hin: „Soziale“ Tiere (Bienen, Ameisen, Termiten), die CB1 verloren haben, könnten einen evolutionären Vorteil erlangt haben, indem sie die individuelle neuromodulatorische Kontrolle über Appetit und Belohnung eliminierten - was die Entstehung eusozialer Kolonien erleichterte, in denen das Individuum „nicht für sich selbst sorgt“. Das ist Spekulation, aber es wirft die Frage nach der Rolle des ECS in der Evolution der Sozialität auf.

Hunde und Katzen - warum THC für sie gefährlich ist

Tierärzte schlagen Alarm: Vergiftungen von Hunden durch THC aus Cannabisprodukten (insbesondere Edibles) werden immer häufiger. Das Verständnis dieses Phänomens durch die Linse des ECS ist entscheidend. Meola und Kollegen im Journal of Veterinary Emergency and Critical Care (2012) Sie beschrieben eine Reihe von Fällen von Hundevergiftungen und zeigten, dass toxische Dosen bei ~3 mg/kg Körpergewicht beginnen, während bei Menschen die erforderlichen Dosen für eine schwere Intoxikation 10-20× höher sind (ca. 20-30 mg/kg in Tiermodellen).

Warum dieser Unterschied? Hunde haben eine außergewöhnlich hohe Dichte von CB1-Rezeptoren im Kleinhirn - dem Bereich, der für die motorische Koordination verantwortlich ist. Wenn THC diese Rezeptoren überflutet, umfassen die Symptome bei Hunden: Ataxie (Koordinationsmangel), Nystagmus, Bradykardie, Hypotonie und Schläfrigkeit. In schweren Fällen - Koma. Bei Katzen ist die Empfindlichkeit etwas geringer, aber der Mechanismus ist derselbe.

CBD ist für Hunde viel sicherer als THC - klinische Studien an Hunden mit Gelenkschmerzen haben Sicherheit bei Dosen von 2-8 mg/kg täglich gezeigt. Allerdings sollte jedes CBD-Präparat für Hunde THC unter 0,3% (und am besten unter 0,1%) enthalten, um das Risiko einer Intoxikation selbst bei höheren Dosen zu vermeiden.

Was sagt uns die Evolution des ECS über Hanf und Menschen?

Die Tatsache, dass das ECS ein über 500 Millionen Jahre altes biologisches System ist, sagt etwas Wichtiges aus: Es handelt sich nicht um ein „Experiment der Natur”, das spezifisch für Säugetiere ist. Es ist ein grundlegender Regulationsmechanismus der tierischen Biologie. Daher haben die Cannabispflanzen - indem sie Phytocannabinoide produzieren, die auf CB1 und CB2 abgestimmt sind - in ein System eingegriffen, das lange vor ihrer Evolution existierte. Es ist ein pharmakologisches „Treffen ins Schwarze”, das die Natur über Hunderte Millionen Jahre perfektioniert hat.

Für das Verständnis der Sicherheit von Phytocannabinoiden bei verschiedenen Arten ist es wichtig, dass die Expression von CB1 in Schlüsselbereichen des Gehirns stark zwischen den Arten variiert. Menschen haben eine relativ niedrige Dichte von CB1 im Hirnstamm (dem Bereich, der für die Kontrolle von Atmung und Herzschlag verantwortlich ist), was erklärt, warum es keine dokumentierten Fälle von Todesfällen durch eine Überdosis reinen THC bei gesunden Erwachsenen gibt. Hunde, Nagetiere und Katzen haben eine deutlich höhere Dichte von CB1 sowohl im Hirnstamm als auch im Kleinhirn - daher ist die Toxizität von THC für diese Arten im Vergleich zum Menschen deutlich höher.

Häufig gestellte Fragen

Haben Fische ein Endocannabinoidsystem?

Ja, Fische haben sowohl CB1- als auch CB2-Rezeptoren. Studien an Zebrafischen (Danio rerio) haben die Anwesenheit von Orthologen beider Rezeptoren sowie von Enzymen zur Synthese und Abbau von Endocannabinoiden nachgewiesen. ECS bei Fischen (Elphick et al., 2004) reguliert Appetit, Fortpflanzung und Stressreaktion - Funktionen, die mit Säugetieren übereinstimmen, was die tiefe evolutionäre Erhaltung des Systems bestätigt.

Was ist das älteste Tier mit einem Endocannabinoidsystem?

Cannabinoidähnliche Rezeptoren wurden bei Hydra vulgaris (süßwasser Polyp, ~600 Millionen Jahre alt) und bei einigen Meeres-Schwämmen identifiziert. Hydra hat einen Cannabinoid-Rezeptor, der das Fressen reguliert, obwohl er evolutionär weit von CB1/CB2 der Säugetiere entfernt ist. Das ECS ist älter als 600 Millionen Jahre und geht der Entstehung eines komplexen Nervensystems voraus.

Haben Insekten ein ECS?

Insekten haben keine Orthologen von CB1 im klassischen Sinne. Drosophila melanogaster hat einen GPCR-Rezeptor, der CB2 ähnlich ist, aber keinen CB1. Das deutet darauf hin, dass sich CB1 und CB2 als separate Rezeptoren bei Wirbeltieren oder deren nahen Vorfahren entwickelt haben, oder dass Insekten CB1 im Verlauf der Evolution verloren haben - möglicherweise als Anpassung an Eusozialität.

Warum sind Hunde empfindlicher gegenüber THC als Menschen?

Hunde haben eine höhere Dichte an CB1-Rezeptoren im Kleinhirn und Hirnstamm als Menschen. Die Toxizität von THC bei Hunden beginnt bei etwa ~3 mg/kg, während die Symptome einer Vergiftung bei Menschen bei ähnlichen Dosen in Bezug auf das Körpergewicht deutlich milder sind. Hundebesitzer sollten alle THC-haltigen Produkte außerhalb ihrer Reichweite aufbewahren.

Ist das ECS wichtig für Bienen?

Bienen haben kein CB1. Sie haben jedoch GPCR-Rezeptoren, die CB2 ähnlich sind, sowie Enzyme für den Metabolismus von N-Acyloethanolaminen. Studien von Elphick und Egertova (2001) deuten darauf hin, dass das ECS (oder sein Vorläufer) bei Bienen das Schwarmverhalten und die Nahrungsaufnahme regulieren könnte, aber der Mechanismus unterscheidet sich grundlegend von dem der Säugetiere.

Der Artikel hat einen informativen und edukativen Charakter und ersetzt nicht die Konsultation mit einem Arzt. Wenn du schwanger bist, stillst, Medikamente einnimmst oder chronische Erkrankungen hast, konsultiere die Anwendung von Supplements oder Kräutern mit einem Spezialisten.

Autor: Michał Waluk · Veröffentlicht: 2026-05-04 · Aktualisierung: 2026-05-04