Vŕtnica (Rosa), starinsko tudi gártroža, je rod grmičastih rastlin iz družine rožnic z več kot 100 vrstami, ki se naravno pojavljajo na severni polobli, večinoma v zmernem pasu Evrazije in manj v Severni Ameriki.
Večinoma so svetloljubni listopadni grmi, ki se lahko upogibajo, so paličasti ali plazeči, nekateri pa rastejo tudi kot nagnjene lijane. V naravi običajno rastejo na svetlih in bolj suhih mestih v grmiščih, na gozdnih robovih, mejicah in jasah, manjše število pa jih išče vlago. Z izjemo ene vrste imajo pernate liste z večinoma trajnimi prilisti, ki rastejo na bodičastih vejah. Cvetovi so dvospolni, običajno petlistni, pri avtohtonih botaničnih vrstah dišeči, od bele in svetlo rožnate do vijolične barve, nekaj vrst je rumenih. Plod je birni plod rožk, zaprtih v šipek, ki je običajno rdeč, redko tudi oranžen ali črn. Odvisno od različnih pristopov posameznih botanikov je bilo opisanih od 100 do 300 posameznih vrst. Zaradi velike morfološke raznolikosti in pogostih težav pri določanju rod Rosa pogosto uvrščajo med t. i. kritične taksone. Rod Rosa in njegovih dvanajst takrat znanih vrst je leta 1753 v svojem delu Species plantarum veljavno opisal Carl Linné. Najzgodnejši fosilni dokazi o obstoju vrtnic segajo v zgodnji terciar.
Vrtnice pogosto gojimo kot okrasne rastline v neštetih kultivarjih, ki jih lahko razdelimo v dve osnovni skupini: tako imenovane zgodovinske vrtnice, ki so večinoma nastale s križanjem galskih vrtnic in se gojijo že od srednjega veka, ter sodobne hibridne vrtnice. Vrt, namenjen gojenju vrtnic, se imenuje rozarij; največji na svetu je Europa-Rosarium v Sangerhausnu v Nemčiji. Vrtnice se pogosto uporabljajo kot rezano cvetje. Gojijo jih tudi kot zdravilne rastline in surovine za proizvodnjo rožnega olja, čajev, sirupov, marmelad in zdravil. Študij in gojenje vrtnic je disciplina, ki se imenuje rodologija. Kot zelo stara kulturna rastlina, ki spremlja ljudi že od starega veka, je globoko zakoreninjena v kulturni zgodovini, literaturi, mitologiji in simboliki. V krščanstvu je eden od simbolov Device Marije in atribut številnih svetnikov. V t. i. govorici rož pa je simbol ljubezni. Pojavlja se tudi v heraldiki.
Etimologija Beseda vrtnica je v slovenskem jeziku nastala z univerbizacijo izraza vrtna roža, kar je dobesedni prevod nemške besede Gartenrose. Nemška zloženka je sestavljena iz besed Garten (vrt) in Rose (vrtnica). Prvi člen nemške zloženke služi za razlikovanje od nemškega izraza Wildrose (šipek), kar dobesedno pomeni divja vrtnica, divja roža; drugi člen pa je prevzet iz latinskega izraza za vrtnico rosa. Latinski izraz rosa je povezan s starogrško besedo rhodon (ῥόδον), ki verjetno izhaja iz Jugozahodne Azije (trako-frigijski izvor). Beseda je povezana s staroperzijskim korenom *wrda-, ki izhaja iz armenske besede vard, kar pomeni vrtnica; iz istega korena je izpeljana aramejska beseda warda.
Starinska slovenska beseda gartroža je neposredno prevzeta iz nemške besede Gartenrose.
Značilnosti Rast Vrtnice so listopadne, redko zimzelene, razmeroma dolgožive lesnate rastline. Imajo več osnovnih oblik rasti. Prvič, lahko so nizki do srednje visoki grmi v obliki palic, ki v habitatu pogosto tvorijo velike polikorme ali sestoje, ki rastejo iz enega samega osebka. Druge vrste so napol plezajoče do plazeče ali pa se naslanjajo na okoliške lesnate rastline in tako dobijo značaj lijan; vendar vrtnice nimajo posebnih pripomočkov, kot so vitice ali ovijalna stebla, ki se uporabljajo za vzpenjanje, temveč za pritrjevanje uporabljajo bodice, podobne kaveljčkom. Tretja in verjetno evolucijsko najbolj izpeljana oblika so gejzirsko oblikovani grmi z lokastimi vejami. V tej obliki običajno dosežejo višino od 2 do 5 metrov, kot lijane z oporo pa celo od 10 do 15 metrov. Vendar nekatere nizke grmovne vrste (kot je galska roža) ne dosežejo niti enega metra višine. Botanične vrste vrtnic običajno v prvem letu vzgojijo sterilne poganjke, na katerih cvetijo v drugem letu; gojene vrste pa cvetijo na novih poganjkih.
Bogato razvejan koreninski sistem z izrazito glavno korenino je pri nekaterih vrstah vrtnic dopolnjen s plitvo ukoreninjenimi, včasih zelo dolgimi podzemnimi izrastki, s katerimi se razmnožujejo vegetativno (npr. galske rože, Rosa pimpinellifolia, Rosa arkansana ali Rosa carolina in njihovi kultivarji).
Veje in listi Razen redkih izjem so veje in poganjki vrtnic trnati. Pogosto uporabljen izraz trn ni morfološko pravilen, ker gre v resnici za bodice. Bodice je mogoče enostavno odlomiti, njihova oblika, velikost in gostota na vejah pa se razlikujejo glede na vrsto. Lahko so skoraj vsi enaki ali pa se po obliki močno razlikujejo; najdemo lahko bodice, ki so močno kljukaste ali drobno igličaste do ščetinaste. Skoraj brez trnov so Rosa pendulina, Rosa carolina, Rosa banksiae in nekateri kultivarji vzpenjavk.
Rožni listi so sestavljeni, liholistni (končajo se z enim liholistnim lističem). Običajno so pet-, sedem- ali devetlistni; na steblu rastejo izmenično. Listi imajo običajno nazobčane robove, včasih so na spodnji strani dlakavi. Na spodnji strani se nahajajo žleze, ki izločajo eterično olje z vonjem po jabolku ali terpentinu. Na površini so mat ali sijajni (zlasti pri kultivarjih). Pri veliki večini vrst so prilisti praviloma pritrjeni na pecelj ter so različnih oblik in velikosti. Pri vrtnicah zmernega podnebja listje pozimi odpade. Jesenska barva je navadno nevpadljiva rumeno-rjava, le nekatere vrste se obarvajo bolj izrazito rumeno (Rosa multiflora, Rosa rugosa) ali rdeče (Rosa pimpinellifolia).
Cvetovi in plodovi Cvetovi vrtnic so dvospolni. Rastejo posamično ali v bolj ali manj revnih (le pri nekaterih vrstah zelo bogatih) češuljastih socvetjih. Prašniki so navadno številni, pestičasta lističa sta pri vrstah iz oddelka Synstylae običajno združena v trden, štrleč stolpec, pri drugih pa tvorita nekakšno glavo na disku hipantija. Spodaj je plodnica, ki tvori venec, ki vsebuje 15-40 prostih (nerazraslih) plodnih listov, vsak s svojim vratom in brazdo. Cvetove oprašujejo žuželke (entomofilija), katerim zagotavljajo veliko cvetnega prahu in morda pri nekaterih vrstah tudi majhno količino nektarja.
Velikost cvetov je od 2 do 10 cm, pri vrtnicah z velikimi cvetovi pa tudi več. Venčnih in čašnih listov je po pet (le ena vrsta, vrtnica Rosa sericea, ima po štiri), so jajčaste oblike, pogosto plitvo razcepljeni; čašni listi so celi ali pa deljeni in z dodatki, kar je prav tako pomemben dejavnik. Pri divjih vrstah so cvetni listi preprosti, pri kultivarjih pa so pomnoženi in dajejo polpolne do zelo polne cvetove v številnih različnih oblikah.
Barva cvetov divjih vrtnic je najpogosteje rožnata v različnih odtenkih, čisto bela ali vijoličasto rdeča; le nekaj vrst, ki so zastopane izključno v oddelkih Pimpinellifoliae in Banksianae, je rumenih. Ta barvna paleta je tudi osnova za barve gojenih hibridov. Ker vrtnice nimajo naravne genetske zasnove za proizvodnjo modrega pigmenta, so bila prizadevanja za vzgojo modrih vrtnic minula stoletja brezplodna. Šele leta 2004 je skupini avstralskih in japonskih znanstvenikov uspelo z modifikacijo genov dodati modro barvilo delfinidin, izolirano iz mačeh. Vendar tudi v tem primeru rezultat ni čisto modra barva, temveč lila-vijolična, zato je vprašljivo, ali lahko govorimo o resničnem uspehu. Podobno z genetskimi metodami še niso uspeli vzgojiti popolnoma črne vrtnice. Vrtnice omenjenih dveh barv sicer včasih prodajajo v cvetličarnah, a so te le umetno obarvane z naravnimi barvili. Žlahtnitelji se kljub temu nenehno trudijo ustvariti kultivarje, ki bi imeli barvo cvetov čim bolj podobno tema dvema barvama (npr. 'Black Bacarra' ali 'Blue Moon').
Tipični »plod« vrtnic - šipek - pravzaprav ni pravi plod; morfološko gre za posebno vrsto birnih plodov iz majhnih, dlakavih ahen, zaprtih v odebeljenem hipantiju, ki nastane z združitvijo cvetišča in spodnjih delov perianta. Po obliki so lahko puščičasti, jajčasti, stekleničasti, hruškasti ali sploščeni, z aromatičnimi žlezami ali brez njih; pri nekaterih vrstah imajo na koncu nerazvite čašne lističe. Dve ameriški vrsti podrodu Hesperhodos označujejo odprti šipki. Običajna velikost je od približno 5 do 60 mm. V njihovi obarvanosti izrazito prevladuje rdeča barva v različnih odtenkih; zelena, črna, rjava, oranžna ali rumena so redke. Uživajo jih različne živali, ki tako pomagajo pri njihovem razširjanju (endozoohorija). Semena večine vrst vrtnic se prekrivajo, zato jih je treba pred setvijo stratificirati.
Celična biologija Osnovno število kromosomov vrtnic je x=7; poleg diploidnih osebkov je pogosta tudi poliploidija (tetra-, penta- ali oktoploidija). V Srednji Evropi so diploidne vrste redke: od 33 vrst so štiri diploidne, pet tetraploidnih, osem pentaploidnih, enajst ima več kot eno stopnjo ploidnosti, pri treh vrstah pa stopnja ploidnosti ni znana. Edina oktoploidna vrsta v Evropi je Rosa acicularis, ki je lahko tudi di-, tetra- in heksaploidna. Oktoploidne oblike so omejene na skrajni sever (Jakutija). Triploidi so le hibridi. Odstopanja od običajnega števila kromosomov (anevploidija) so pri divjih oblikah redka, pri gojenih rastlinah pa jih redno opažamo.
Pri vrstah iz sekcije Caninae obstaja poseben tip nepravilne mejoze, pri kateri se število kromosomov med nastankom jajčeca ne prepolovi, temveč zmanjša za 7; tako na primer pri pentaploidiji (2n=35) jajčece za razmnoževanje prinese 28 kromosomov, pelodno zrno pa preostalih 7. Nekatere vrste iz te sekcije se razmnožujejo tudi apomiktično.
Razširjenost in ekologija Vrtnice so rod s holarktično razširjenostjo, zato prvotno rastejo skoraj po vsej severni polobli. Tako v borealnem kot tudi v zmernem in subtropskem pasu. Le nekaj vrst sega v trope, večinoma v gorah Mehike, jugovzhodne Indije ali Filipinov, pa tudi v Etiopiji in na Arabskem polotoku. Po drugi strani pa v Skandinaviji, na Islandiji, v Kanadi ali Sibiriji vrtnice prečkajo arktični krog. Velika večina vrtnic raste v Starem svetu, v Severni Ameriki pa je avtohtonih le približno 20 vrst. Razvojno središče rodu so gorovja osrednje, vzhodne in jugovzhodne Azije; samo na Kitajskem je 95 vrst, od katerih je 65 endemičnih.
V naravi vrtnice večinoma naseljujejo svetla območja, kot so grmišča in gozdni robovi, peščene in obalne sipine, ozare in travnate planjave, ter pogosto rastejo v antropogenih habitatih; manj vrst naseljuje vlažnejše humozne gozdove. Rosa palustris raste v Severni Ameriki na robovih močvirij in šotišč, Rosa persica pa v slanih polpuščavah Srednje Azije. Številne vrste spadajo med lesnate rastline, s katerimi se začenjajo zaraščati opuščeni pašniki, neurejeni travniki in druge neobdelane kmetijske površine. Praviloma potrebujejo dobro osončena rastišča, le nekaj vrst (poljski šipek (Rosa agrestis), Rosa hugonis, cimetova vrtnica (Rosa majalis), japonski šipek (Rosa rugosa)) uspeva v polsenci. Glede tal niso zelo zahtevne, vendar imajo raje zračna, rahlo kisla do rahlo alkalna tla, bogata z dušikom. Nekatere vrste prenesejo daljšo sušo, le nekatere ameriške vrste rastejo v razmočenih tleh. Vse vrtnice so bolj ali manj kalcifilne rastline. Z vidika ekološkega obnašanja so na splošno C-strategi (konkurenti).
Kljub velikim, pisanim in dišečim cvetovom so vrtnice le v omejenem obsegu entomofilne: nektar se proizvaja le v posameznih primerih. Cvetove vrtnic obiskujejo predvsem tiste žuželke, ki nabirajo cvetni prah. Mednje spadajo predstavniki različnih skupin žuželk: hrošči iz družin mehkokrilcev (Cantharidae), sijajnikov (Nitidulidae), trnarjev (Mordellidae), kožojedov (Dermestidae), lepencev (Chrysomelidae), kozličkov (Cerambycidae), krasnikov (Buprestidae) in poddružine Cetoniinae; dvokrilci iz družin pravih muh (Muscidae) in trepetavk (Syrphidae); kožekrilci iz družin pravih čebel (Apidae) in peščinskih čebel (Andrenidae); strigalice (Dermaptera); tripsi (Thripidae).