W przeciwieństwie do zwierząt, rośliny są nieruchome i nie mogą poszukiwać partnerów seksualnych do rozmnażania. W ewolucji wczesnych roślin, środki abiotyczne, w tym woda i wiatr, transportowały plemniki do reprodukcji. Pierwsze rośliny były wodne, jak opisano w stronie „Historia ewolucji roślin”, i uwolnił spermy swobodnie do wody, aby być prowadzone z prądami. Prymitywne rośliny lądowe, takie jak wątrobowce i mchy, miały ruchliwe plemniki, które pływały w cienkiej warstwie wody lub były rozpryskiwane w kroplach wody z męskich organów rozrodczych na organy żeńskie. W miarę ewolucji wyższych i bardziej złożonych roślin pojawiły się modyfikacje w przemienności pokoleń; w erze paleozoicznej progymnospermy rozmnażały się za pomocą zarodników rozproszonych przez wiatr. Rośliny nasienne, w tym paprocie nasienne, drzewa iglaste i kordaity, które były okrytozalążkowe, wyewoluowały 350 milionów lat temu; miały ziarna pyłku, które zawierały męskie gamety dla ochrony plemników podczas procesu przenoszenia z części męskiej do żeńskiej.
Uważa się, że owady żywiły się pyłkiem, a rośliny w ten sposób ewoluowały, aby używać owadów do aktywnego przenoszenia pyłku z jednej rośliny na drugą. Rośliny wytwarzające nasiona, do których należą okrytozalążkowe i okrytozalążkowe, mają heteromorficzną przemienność pokoleń z dużym sporofitem zawierającym znacznie zredukowany gametofit. Okrytozalążkowe mają charakterystyczne organy rozrodcze zwane kwiatami, z karpułkami, a żeński gametofit jest znacznie zredukowany do żeńskiej torebki zarodkowej, liczącej zaledwie osiem komórek. Gametofit męski składa się z ziaren pyłku. Plemniki roślin nasiennych są niemotylne, z wyjątkiem dwóch starszych grup roślin, Cycadophyta i Ginkgophyta, które mają flagell
Rośliny kwitnąceEdit
Rośliny kwitnące są dominującą formą roślin na lądzie i rozmnażają się drogą płciową i bezpłciową. Często ich najbardziej wyróżniającą cechą są ich organy rozrodcze, powszechnie nazywane kwiatami. Rozmnażanie płciowe u roślin kwitnących polega na wytwarzaniu gamet męskich i żeńskich, przenoszeniu gamet męskich do żeńskich komórek jajowych w procesie zwanym zapylaniem. Po zapyleniu dochodzi do zapłodnienia, a komórki jajowe rozwijają się w nasiona w owocu. Po tym, jak nasiona są gotowe do rozproszenia, owoc dojrzewa i za pomocą różnych środków nasiona są uwalniane z owocu, a po upływie różnej ilości czasu i w określonych warunkach nasiona kiełkują i rozwijają się w następne pokolenie.
Pylnik wytwarza męskie gametofity, które są ziarnami pyłku, które przyczepiają się do znamienia na szczycie karpuli, w której znajdują się żeńskie gametofity (wewnątrz zalążni). Po zrośnięciu się rurki pyłkowej ze znamieniem słupka, plemnik z ziarna pyłku wędruje do zalążni, aby zapłodnić komórkę jajową i komórkę centralną w gametoficie żeńskim w procesie określanym jako podwójne zapłodnienie. Powstała w ten sposób zygota rozwija się w zarodek, podczas gdy triploidalne bielmo (jedna komórka plemnikowa plus dwujądrowa komórka żeńska) i żeńskie tkanki zalążni dają początek otaczającym je tkankom rozwijającego się nasiona. Z zalążni, która wytworzyła żeński gametofit (gametofity), wyrasta owoc, który otacza nasiono (nasiona). Rośliny mogą ulegać samozapyleniu lub zapyleniu krzyżowemu.
ZapylanieEdit
W roślinach, które wykorzystują owady lub inne zwierzęta do przenoszenia pyłku z jednego kwiatu na drugi, rośliny rozwinęły znacznie zmodyfikowane części kwiatów, aby przyciągnąć zapylacze i ułatwić przemieszczanie się pyłku z jednego kwiatu do owada i od owada z powrotem do następnego kwiatu. Kwiaty roślin zapylanych wiatrem zwykle pozbawione są płatków lub działek; zazwyczaj wytwarzane są duże ilości pyłku, a zapylanie często ma miejsce na początku sezonu wegetacyjnego, zanim liście mogą zakłócić rozprzestrzenianie się pyłku. Wiele drzew i wszystkie trawy i turzyce są wiatropylne, jako takie nie mają potrzeby posiadania żadnych kwiatów.
Rośliny mają wiele różnych sposobów na przyciągnięcie zapylaczy, w tym kolor, zapach, ciepło, gruczoły nektarowe, jadalny pyłek i kształt kwiatu. Wraz z modyfikacjami obejmującymi powyższe struktury dwa inne warunki odgrywają bardzo ważną rolę w rozmnażaniu płciowym roślin kwitnących, pierwszy to czas kwitnienia, a drugi to rozmiar lub liczba kwiatów produkowanych. Często gatunki roślin mają kilka dużych, bardzo efektownych kwiatów, podczas gdy inne produkują wiele małych kwiatów, często kwiaty są zebrane razem w duże kwiatostany, aby zmaksymalizować ich efekt wizualny, stając się bardziej zauważalne dla przechodzących zapylaczy. Kwiaty są strategie przyciągania i ekspresji seksualnej są strategie funkcjonalne wykorzystywane do produkcji następnego pokolenia roślin, z zapylaczy i roślin, które współewoluowały, często do niektórych niezwykłych stopni, bardzo często świadczenie wzajemnych korzyści.
Największą rodziną roślin kwitnących są storczyki (Orchidaceae), szacowane przez niektórych specjalistów na nawet 35 000 gatunków, które często mają wysoce wyspecjalizowane kwiaty, które przyciągają określone owady do zapylania. Pręciki są tak zmodyfikowane, że wytwarzają pyłek w skupiskach zwanych polliniami, które przyczepiają się do owadów wpełzających do kwiatu. Kształty kwiatów mogą zmusić owady do ominięcia pyłku, który jest „przyklejony” do owada. Niektóre storczyki są jeszcze bardziej wyspecjalizowane, z kształtami kwiatów, które naśladują kształt owadów, aby przyciągnąć je do próby „kojarzenia” z kwiatami, kilka nawet ma zapachy, które naśladują feromony owadów.
Inną dużą grupą roślin kwitnących jest rodzina Asteraceae lub słoneczników z blisko 22 000 gatunków, które również mają wysoce zmodyfikowane kwiatostany, które są kwiatami zebranymi razem w głowy składające się z kompozycji poszczególnych kwiatów zwanych floretami. Główki z kwiatami jednej płci, gdy kwiaty są słupkowe lub funkcjonalnie pręcikowe, lub złożone z samych kwiatów obupłciowych, nazywane są homogamicznymi i mogą obejmować główki typu dyskowatego i języczkowatego. Niektóre promieniste główki również mogą być homogamiczne. Rośliny z głowami, które mają płatki dwóch lub więcej form płciowych są nazywane heterogamicznymi i obejmują formy promieniste i dyskowate, choć niektóre promieniste głowy mogą być również heterogamiczne.
PaprocieEdit
Paprocie zazwyczaj produkują duże diploidy z łodygą, korzeniami i liśćmi; a na płodnych liściach zwanych sporangium, produkowane są zarodniki. Zarodniki są uwalniane i kiełkują do produkcji krótkich, cienkich gametofitów, które są zazwyczaj w kształcie serca, małe i zielone w kolorze. Gametofit lub płytka, produkują zarówno ruchliwe plemniki w pylnikach, jak i komórki jajowe w oddzielnych archegoniach. Po opadach deszczu lub gdy rosa tworzy film wodny, ruchliwe plemniki są rozpryskiwane z pylników, które są zwykle produkowane na górnej stronie ogonka, i pływają w filmie wodnym do pylników, gdzie zapładniają jajo. W celu ułatwienia krzyżowania lub zapłodnienia krzyżowego plemniki są uwalniane zanim jaja staną się wrażliwe na plemniki, co zwiększa prawdopodobieństwo, że zapłodnią one jaja z różnych płytek. Po zapłodnieniu powstaje zygota, która rozwija się w nowy sporofit. Stan posiadania oddzielnych roślin sporofitu i gametofitu nazywamy przemiennością pokoleń. Inne rośliny o podobnych sposobach rozmnażania to Psilotum, Lycopodium, Selaginella i Equisetum.
BryophytesEdit
Mszaki, do których należą wątrobowce, rogowce i mchy, rozmnażają się zarówno płciowo, jak i wegetatywnie. Gametofit jest najczęściej znaną fazą rośliny. Wszystkie są małe rośliny znaleźć rośnie w wilgotnych miejscach i jak paprocie, mają ruchliwe plemniki z flagelli i potrzebują wody w celu ułatwienia rozmnażania płciowego. Rośliny te zaczynają się jako haploidalne zarodniki, które rosną do formy dominującej, która jest wielokomórkowym haploidalnym ciałem z liściopodobnymi strukturami, które fotosyntetyzują. Haploidalne gamety są wytwarzane w pylnikach i archegoniach w procesie mitozy. Plemniki uwalniane z pylników reagują na substancje chemiczne uwalniane przez dojrzałe archegonie, podpływają do nich w warstwie wody i zapładniają komórki jajowe, wytwarzając w ten sposób diploidalne zygoty. Zygota dzieli się przez podział mitotyczny i wyrasta w diploidalny sporofit. Wielokomórkowy diploidalny sporofit wytwarza struktury zwane kapsułkami zarodnikowymi. Kapsułki zarodnikowe wytwarzają zarodniki w procesie mejozy, a gdy dojrzeją, kapsułki pękają i zarodniki są uwalniane. Bryofity wykazują znaczne zróżnicowanie w strukturze rozmnażania, a powyższy schemat jest tylko zarysem podstawowym. U niektórych gatunków każdy gametofit jest jednopłciowy, podczas gdy inne gatunki wytwarzają zarówno pylniki, jak i archegonię na tym samym gametoficie, który jest tym samym hermafrodytem.