花き植物の中で、バラ科（バラ科と呼ぶ）はアメリカンビューティーなどのクラシックな赤を含む驚くべき多様性を示しています。 しかし、ロマンチックな贈り物に最適な観賞用植物だけでなく、バラ科には世界中の食卓や換金作物の経済にとって不可欠な主食となる植物も含まれています。 イチゴやラズベリー、ジョナサン・アップル、プラム、チェリー、アーモンド、ジョージア・ピーチなど、木や茂み、多肉植物のサイズや形など、驚くほど多様なバリエーションがあるのです。
進化生物学者にとって、バラ科は、果物が祖先のタイプから、動物の助けを借りて、約3000の既知の種が世界に分布するようになった現在の乾燥または肉質の品種に進化した経緯を理解する素晴らしい機会を提供します。 復旦大学、黄岡師範大学、ペンシルバニア州立大学、スミソニアン研究所などの機関が、Hong Ma教授とJun Xiang教授を中心に、大規模な遺伝子配列データセットを持つ125種の顕花植物の分析から、バラ科果物の進化に関する力作を披露したのである。
その結果は、Molecular Biology and Evolution誌の早期オンライン版に掲載され、バラ科植物のサイズと形状、花、そして重要な果実の新しい進化像を示しました。
まず、新たに得られた核遺伝子配列を用いてバラ科の新しい生命の木を再構築し、地質時代の文脈で果物の種類や他のキャラクターの進化を調査した。 さらに、バラ科の多様性に寄与する新しい遺伝子を生み出したと思われる全ゲノム重複の強い証拠を見つけた。
新しい進化樹は、バラ科の祖先が他の科から分離した約1億2000万年前（Mya）までさかのぼり、その始まりが明らかになった。 その約2000万年後、低木亜科のドライドイデ亜科が他の2つの亜科から分かれ、その後すぐに白亜紀前期と後期の境界付近の約1億年前に2大亜科の分岐が起こりました。 そこからさらに長い年月をかけて拡大し、現在見られる3,000種を数えるに至った。
「今回検出された全ゲノム重複と動物の摂食などの環境要因が、バラ科の多くの種類の果物の進化に寄与した可能性がある。 この論文の結果は、顕花植物の果実の進化を理解するための基礎となるものです」と、本研究の監修者の一人である馬洪は述べています。
次に、新たに作成した進化木から、果物の形の進化の歴史をたどりました。 著者らは、リンゴやモモを含む亜科の祖先の果実は、おそらく5つの集合した卵胞のセットであったことを示唆しています。
「拡大し肉厚になった果実は、おそらく2つの異なる方法で進化したようです。 一つは、果実の内側の壁（または内果皮）が硬くなり、ヌクラニウムを形成したことです。もう一つは、それまで乾燥していた果実の中間の壁（または果皮）が肉質になり、カーペルの数が1つか2つに減って、最終的にドルーペ（桃、梅、桜、アンズなどの穴あきフルーツ）になったことです」と、共同研究者のJun Xiangは述べています。 「あるいは、5つのカーペルが連結した後、受け皿が壷状になってさらに雌しべを包み込み、半劣性（サンザシなど）と完全劣性（リンゴなど）の卵巣になります」
しかし、バラ科は、他の名前でも、花を重視することを意味しています。 花については、ほとんどのバラ科の種が、花托と花托の基部（がく片と花弁）と雄しべが結合していること、がく片と花弁が五枚であること（風に乗って広がる種は花弁がないことが多い）など、共通の祖先の特徴をもっています。 ただし、雌しべの数や形は科のグループによって異なる。 「また、著者らは、バラ科の植物はおそらく低木から進化したものであると結論付けている。 「バラ科のほとんどの種（イチゴやキイチゴを含む）は、小さな複葉と小さな乾燥種子の塊を持つ多年生または一年生の草本にそのサイズを縮小する傾向があります」と、Hong Ma 氏は述べています。 “逆に、木はリンゴやナシのある種族とモモ亜科（Amygdaloideae）の穴あき果実のある種族で独立して発生し、より多くの光を浴び、光エネルギーを収穫するために多くの葉を持っています “と述べた。 “これらの利点は、これらの部族のメンバーが、一株当たりより多くの果実を生産し、動物を引き付けるために、より肉厚で栄養価の高い果実を生産することを可能にしたかもしれません “と、Jun Xiangは述べています
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