In tegenstelling tot dieren zijn planten onbeweeglijk en kunnen zij niet op zoek gaan naar seksuele partners voor de voortplanting. In de evolutie van vroege planten transporteerden abiotische middelen, waaronder water en wind, sperma voor de voortplanting. De eerste planten waren waterplanten, zoals beschreven op de pagina “Evolutiegeschiedenis van planten”, en lieten sperma vrij in het water stromen om te worden meegevoerd met de stroming. Primitieve landplanten zoals levermossen en mossen hadden beweeglijk sperma dat in een dun laagje water zwom of in waterdruppels van de mannelijke voortplantingsorganen op de vrouwelijke organen werd gespat. Naarmate hogere en complexere planten evolueerden, veranderde ook de afwisseling van generaties; in het Paleozoïcum plantten progymnospermen zich voort door gebruik te maken van sporen die door de wind werden verspreid. De zaadplanten, waaronder de zaadvarens, coniferen en cordieten, die alle gymnospermen waren, ontwikkelden zich 350 miljoen jaar geleden; zij hadden stuifmeelkorrels die de mannelijke geslachtscellen bevatten ter bescherming van het sperma tijdens het proces van overdracht van het mannelijke naar het vrouwelijke deel.
Aangenomen wordt dat insecten zich voedden met het stuifmeel, en planten ontwikkelden zich zo om insecten te gebruiken om stuifmeel actief van de ene naar de andere plant te brengen. Zaadproducerende planten, waartoe de angiospermen en de gymnospermen behoren, hebben een heteromorfe afwisseling van generaties met grote sporofyten die sterk gereduceerde gametofyten bevatten. Angiospermen hebben kenmerkende voortplantingsorganen, bloemen genaamd, met kelkbladeren, en de vrouwelijke gametofyt is sterk gereduceerd tot een vrouwelijke embryozak, met niet meer dan acht cellen. De mannelijke gametofyt bestaat uit de stuifmeelkorrels. Het sperma van zaadplanten is niet beweeglijk, behalve bij twee oudere groepen planten, de Cycadophyta en de Ginkgophyta, die flagellen hebben
Bloeiende plantenEdit
Bloeiende planten zijn de dominante plantvorm op het land en zij planten zich voort langs geslachtelijke en ongeslachtelijke weg. Vaak is hun meest onderscheidende kenmerk hun voortplantingsorganen, meestal bloemen genoemd. De geslachtelijke voortplanting bij bloeiende planten omvat de productie van mannelijke en vrouwelijke gameten, de overdracht van de mannelijke gameten op de vrouwelijke ovulen in een proces dat bestuiving wordt genoemd. Na de bestuiving vindt de bevruchting plaats en groeien de eicellen uit tot zaden in een vrucht. Nadat de zaden klaar zijn om te worden verspreid, rijpt de vrucht en worden de zaden op verschillende manieren uit de vrucht bevrijd en na verschillende tijd en onder specifieke omstandigheden ontkiemen de zaden en groeien uit tot de volgende generatie.
De helmknop produceert mannelijke gametofyten, dat zijn stuifmeelkorrels, die zich vasthechten aan de stempel op de top van een carpel, waarin zich de vrouwelijke gametofyten (binnenin de eicellen) bevinden. Nadat de stuifmeelbuis door de stijl van de carpel is gegroeid, beweegt het sperma van de stuifmeelkorrel zich naar de ovule om de eicel en de centrale cel in de vrouwelijke gametofyt te bevruchten in een proces dat dubbele bevruchting wordt genoemd. De resulterende zygote ontwikkelt zich tot een embryo, terwijl het triploïde endosperm (één zaadcel plus een binucleate vrouwelijke cel) en de vrouwelijke weefsels van de ovule de omliggende weefsels in het zich ontwikkelende zaad doen ontstaan. De eierstok, die de vrouwelijke gametofyt(en) heeft voortgebracht, groeit vervolgens uit tot een vrucht, die het zaad (de zaden) omgeeft. Planten kunnen zowel zelf- als kruisbestuivend zijn.
BestuivingEdit
Bij planten die insecten of andere dieren gebruiken om stuifmeel van de ene bloem naar de andere te verplaatsen, hebben planten sterk gewijzigde bloemdelen ontwikkeld om bestuivers aan te trekken en de verplaatsing van stuifmeel van de ene bloem naar het insect en van het insect terug naar de volgende bloem te vergemakkelijken. Bloemen van door de wind bestoven planten hebben meestal geen kroon- of kelkbladeren; er worden grote hoeveelheden stuifmeel geproduceerd en de bestuiving vindt vaak vroeg in het groeiseizoen plaats, voordat de bladeren de verspreiding van het stuifmeel kunnen hinderen. Veel bomen en alle grassen en sedges worden door de wind bestoven en hebben als zodanig geen bloemen nodig.
Planten hebben een aantal verschillende middelen om bestuivers aan te trekken, waaronder kleur, geur, warmte, nectarklieren, eetbaar stuifmeel en bloemvorm. Naast wijzigingen in bovengenoemde structuren spelen nog twee andere voorwaarden een zeer belangrijke rol bij de sexuele voortplanting van bloeiende planten, de eerste is de timing van de bloei en de andere is de grootte of het aantal geproduceerde bloemen. Vaak hebben plantensoorten een paar grote, zeer opzichtige bloemen, terwijl andere veel kleine bloemen produceren, vaak worden bloemen samengevoegd tot grote bloeiwijzen om hun visueel effect te maximaliseren, zodat ze beter opvallen voor passerende bestuivers. Bloemen zijn aantrekkingsstrategieën en seksuele uitingen zijn functionele strategieën die worden gebruikt om de volgende generatie planten voort te brengen, waarbij bestuivers en planten samen zijn geëvolueerd, vaak in buitengewone mate, wat zeer vaak wederzijds voordeel oplevert.
De grootste familie van bloeiende planten zijn de orchideeën (Orchidaceae), waarvan sommige specialisten schatten dat ze tot 35.000 soorten omvatten, die vaak zeer gespecialiseerde bloemen hebben die bepaalde insecten aantrekken voor bestuiving. De meeldraden zijn gemodificeerd om stuifmeel te produceren in clusters, pollinia genaamd, die worden vastgehecht aan insecten die in de bloem kruipen. De vorm van de bloem kan de insecten dwingen het stuifmeel te passeren, dat aan het insect wordt “vastgelijmd”. Sommige orchideeën zijn nog meer gespecialiseerd, met bloemvormen die de vorm van insecten nabootsen om ze aan te trekken voor een poging tot “paren” met de bloemen, een paar hebben zelfs geuren die insectenferomonen nabootsen.
Een andere grote groep bloeiende planten is de Asteraceae of zonnebloemenfamilie met bijna 22.000 soorten, die ook sterk gemodificeerde bloeiwijzen hebben, dat zijn bloemen die bijeen zijn gebracht in hoofdjes die zijn samengesteld uit een composiet van individuele bloemen, bloemetjes genoemd. Bloemhoofdjes met bloemtrossen van één geslacht, wanneer de bloemen pistillaat of functioneel staminaat zijn of uit alle biseksuele bloemtrossen bestaan, worden homogaam genoemd en kunnen discoide en liguliflorae type bloemhoofdjes omvatten. Ook sommige gestraalde bloemhoofdjes kunnen homogaam zijn. Planten met bloemhoofdjes die uit twee of meer geslachtsvormen bestaan, worden heterogaam genoemd en omvatten stralende en schijfvormige bloemhoofdjes, hoewel sommige stralende bloemhoofdjes ook heterogaam kunnen zijn.
VarensEdit
Varens produceren gewoonlijk grote diploïden met stengel, wortels en bladeren; en op vruchtbare bladeren, sporangium genaamd, worden sporen geproduceerd. De sporen komen vrij en ontkiemen om korte, dunne gametofyten te produceren die typisch hartvormig, klein en groen van kleur zijn. De gametofyten of thallus produceren zowel beweeglijk sperma in de antheridia als eicellen in afzonderlijke archegonia. Na een regenbui of wanneer de dauw een laagje water achterlaat, worden de beweeglijke zaadcellen weggespoeld van de antheridiën, die normaal aan de bovenzijde van het thallus worden geproduceerd, en zwemmen ze in het laagje water naar de antheridiën waar ze de eicel bevruchten. Om de kruising of kruisbevruchting te bevorderen wordt het sperma losgelaten voordat de eitjes ontvankelijk zijn voor het sperma, zodat de kans groter is dat het sperma de eitjes van het verschillende thallus zal bevruchten. Na de bevruchting wordt een zygote gevormd, die uitgroeit tot een nieuwe sporofytische plant. De omstandigheid dat de sporofyt en de gametofyt van elkaar gescheiden zijn, wordt alternatie van de generaties genoemd. Andere planten met soortgelijke voortplantingsmiddelen zijn onder meer de Psilotum, Lycopodium, Selaginella en Equisetum.
BryophytenEdit
De bryofyten, waartoe levermossen, hoornmossen en mossen behoren, planten zich zowel geslachtelijk als vegetatief voort. De gametofyt is de meest bekende fase van de plant. Het zijn allemaal kleine planten die op vochtige plaatsen groeien en die, net als varens, beweeglijk sperma met flagellen hebben en water nodig hebben om de geslachtelijke voortplanting mogelijk te maken. Deze planten beginnen als een haploïde spore die uitgroeit tot de dominante vorm, die een meercellig haploïd lichaam is met bladachtige structuren die fotosynthese bevorderen. Haploïde gameten worden geproduceerd in antheridia en archegonia door mitose. De zaadcellen die uit de antheridiën vrijkomen, reageren op de chemische stoffen die door rijpe archegonia worden vrijgemaakt, zwemmen er in een waterfilm naartoe en bevruchten de eicellen, waardoor zygoten ontstaan die diploïd zijn. De zygote deelt zich door mitotische deling en groeit uit tot een sporofyt die diploïd is. De meercellige diploïde sporofyt produceert structuren die sporenkapsels worden genoemd. De sporenkapsels produceren sporen door meiose, en wanneer ze rijp zijn barsten de capsules open en komen de sporen vrij. Bryophyten vertonen een aanzienlijke variatie in hun voortplantingsstructuren en het bovenstaande is een basisschets. Bij sommige soorten is elke gametofyt van één geslacht, terwijl andere soorten zowel antheridia als archegonia produceren op dezelfde gametofyt, die dus hermafrodiet is.