Mezi kvetoucími rostlinami vykazuje čeleď růžovitých (Rosaceae) neuvěřitelnou rozmanitost, včetně klasických červených, jako je americká kráska. Kromě okrasných rostlin, které jsou dokonalým romantickým dárkem, však čeleď Rosaceae zahrnuje také životně důležité základní rostliny celosvětové stravy a ekonomiky peněžních plodin. Vykazují mimořádnou variabilitu ve velikosti a tvarech stromů, keřů a šťavnatých plodů, od jahod a malin, přes jablka Jonathan, švestky, třešně a mandle až po lahodné broskve Georgia.
Pro evoluční biology poskytuje čeleď Rosaceae vynikající příležitost pochopit, jak se ovoce vyvíjelo od prapůvodních typů k dnešním suchomilným nebo dužnatým odrůdám, které se s pomocí živočichů rozšířily do celosvětového rozšíření asi 3000 známých druhů.
V rámci nové mezinárodní spolupráce mezi čínskými a americkými vědci se podařilo vytvořit řadu nových druhů ovoce, které jsou v současnosti nejrozšířenější na světě. institucemi včetně Fudan University, Huanggang Normal College, Pennsylvania State University a Smithsonian Institution, vedené profesory Hong Ma a Jun Xiang, provedli autoři exkurzní evoluční studii plodů čeledi Rosaceae na základě analýz 125 kvetoucích rostlin s rozsáhlými soubory dat o genových sekvencích, včetně dat 117 druhů Rosaceae.
Jejich výsledky, publikované v časném online vydání časopisu Molecular Biology and Evolution, ukázaly nový evoluční obraz velikosti a tvaru rostlin z čeledi Rosaceae, květů a, což je důležité, plodů.
Na základě nově získaných sekvencí jaderných genů byl nejprve rekonstruován nový strom života pro Rosaceae, aby bylo možné zkoumat evoluci typů plodů a dalších znaků v kontextu geologických dob. Byly také nalezeny silné důkazy o duplikaci celého genomu, která pravděpodobně generovala nové geny přispívající k rozmanitosti čeledi Rosaceae.
Nový evoluční strom sleduje počátky čeledi Rosaceae až do doby před přibližně 120 miliony let (Mya), kdy se předek čeledi Rosaceae oddělil od ostatních čeledí. Téměř o 20 milionů let později se od ostatních dvou podčeledí oddělila keřová podčeleď Dryadoideae, po níž bezprostředně následovala divergence dvou největších podčeledí přibližně ve 100 Mya kolem hranice mezi ranou a pozdní křídou. Další expanze v průběhu věků vyústila v dnešních 3 000 druhů.
Kromě toho jejich analýza mnoha tisíc genových sekvencí přinesla silné důkazy o několika duplikacích celých genomů, které pravděpodobně usnadnily specializaci velikosti stromů a plodů, což nejenže podpořilo hypotézu, že u kmene jabloní (velká skupina s mnoha rody) došlo ke dvěma těsně od sebe vzdáleným duplikacím celých genomů, ale také odhalilo další duplikaci v kmeni Amygdaleae u peckovin včetně švestek, třešní, mandlí, meruněk a broskví.
„Je pravděpodobné, že zde zjištěné duplikace celých genomů a faktory prostředí, například krmení zvířat, přispěly k evoluci mnoha typů ovoce u čeledi Rosaceae. Výsledky v této práci poskytují základ pro pochopení evoluce plodů u kvetoucích rostlin,“ uvedl Hong Ma, jeden z vedoucích studie.
Dále ze svého nově vytvořeného evolučního stromu sledovali evoluční historii tvarů plodů. Autoři naznačují, že předkové plodů podčeledi s jabloněmi a broskvoněmi byli pravděpodobně souborem pěti agregovaných folikulů.
„Zvětšené a masité plody se pravděpodobně vyvinuly dvěma různými způsoby. Jedním z nich se vnitřní stěna plodu (neboli endokarp) stala tvrdou, čímž vzniklo nuculanium; kromě toho se dříve suchá střední stěna plodu (neboli perikarp) stala masitou a počet karpů se snížil na jeden nebo dva, což nakonec vedlo ke vzniku peckovice (peckovice, jako jsou broskve, švestky, třešně a meruňky),“ uvedl Jun Xiang, který byl spoluřešitelem projektu. „Případně poté, co se pět karpelí stalo srostlými, se nádobka stává urnovitou a dále obaluje pestíky, což vede ke vzniku polodřevnatých (např. hloh) a zcela dřevnatých (např. jablko) vaječníků.“
Rodina růží – jakkoli jinak nazvaná – však také znamená zaměření na květy. Co se týče květů, většina druhů z čeledi Rosaceae má některé společné znaky předků, například nese hypanthium, což je srostlice čnělky a bazální části okvětí (kališních a okvětních lístků) a tyčinek, a má pětičetné kališní a okvětní lístky (větrem šířené druhy obvykle nemají okvětní lístky). Počet a tvar pestíků se však u různých skupin čeledi liší. „Apokarpní pestík s nadřazeným vaječníkem a četnými karpely je podporován jako prapůvodní znak čeledi Rosaceae,“ uvedl Ma.
Autoři také dospěli k závěru, že rostliny z čeledi Rosaceae se s největší pravděpodobností vyvinuly z keřů. „Většina druhů podčeledi Rosoideae (včetně jahodníku a maliníku) má tendenci zmenšovat své rozměry na vytrvalé nebo jednoleté byliny s malými složenými listy a masou malých suchých semen,“ uvedl Hong Ma. „Naopak v kmeni s jabloněmi a hrušněmi a v kmeni s peckovicemi v podčeledi broskvoňovitých (Amygdaloideae) vznikly samostatně stromy s větším množstvím světla a větším počtem listů pro sběr světelné energie.“ „Tyto výhody mohly příslušníkům těchto kmenů umožnit produkovat více plodů na rostlinu a masitější a výživnější plody, které lákají zvířata,“ řekl Jun Xiang.