W przemianie pokoleń charakterystyczne jest występowanie cyklicznie po sobie pokolenia bezpłciowego i pokolenia płciowego.

Sporofit to roślina rozmnażająca się bezpłciowa o podwójnej, diploidalnej liczbie chromosomów.

Gametofit to roślina rozmnażająca się płciowo o zredukowanej, haploidalnej liczbie chromosomów.

MSZAKI

Mszaki są roślinami samożywnymi zamieszkującymi wilgotne środowisko lądowe. Na Ziemi żyje około 25 000 gatunków tych roślin. Stanowią ogniwo przejściowe między plechowcami a organowcami. Plechowce w przeciwieństwie do organowców nie wykształciły tkanek. U mszaków zachodzi przemiana pokoleń związana z przemianą faz jądrowych, czyli cykliczną zmianą liczby chromosomów w cyklu rozwojowym. W budowie morfologicznej mszaki cechują się dużą zmiennością szczególnie porównując gametofit i sporofit. Oba pokolenia różnią się również w sposobie życia.

U mszaków pokoleniem dominującym jest gametofit. Jest to roślina zielona, samożywna. Zazwyczaj rośnie przez wiele lat. Może mieć budowę plechowata bądź posiadać łodyżkę liście i chwytniki. Rośliny te osiągają wysokość kilku, kilkunastu centymetrów. Dzięki chwytnikom może z gleby czerpać wodę z solami mineralnymi. W gametoficie wyróżnia się zazwyczaj prymitywną tkankę przewodząca, tkankę miękiszową i okrywającą. Gametofit może przybierać postać blaszkowata lub bardziej skomplikowaną budowę wewnętrzną.

Sporofit jest rośliną uzależnioną od gametofitu, nie zdolna do przeprowadzania procesu fotosyntezy. Składa się ze "stopy", którą jest wrośnięty w rodnię gametofitu, sety i zarodni zlokalizowanej na szczycie sety. Seta jest to długi trzonek nie posiadający ulistnienia. Przybiera kolor szaro- brunatny. Na zarodni bardzo często znajduje się czepiec, fragment pochodzący z rozerwanej rodni.

Gametofit może rozmnażać się wegetatywnie( poprzez rozmnóżki) lub płciowo. W procesie płciowym biorą udział zróżnicowane gamety produkowane w gametangiach. Męskimi organami produkującymi plemniki są maczugowate plemnie. Plemnia jest zbudowana jest jednowarstwowej, wielokomórkowej ściany. Wewnątrz znajdują się uwicione, ruchliwe plemniki. Żeńskimi organami produkującymi komórki jajowe są butelkowate rodnie. Rodnia w odróżnieniu od plemni posiada wielowarstwową ścianę.

Gametofit mszaków może być jednopienny lub dwupienny. Do zapłodnienia zachodzi tylko i wyłącznie w obecności wody. Plemnik przepływa z plemni do rodni zwabiony przez nią różnymi związkami chemicznymi, np. kwasem jabłkowym. W wyniku zapłodnienia dochodzi do powstania diploidalnej zygoty.

Z zygoty rozwija się diploidalna roślina zwana sporofitem. Początek rozwoju przebiega w rodni. Gdzie sporofit wrasta "stopą" w rodnię. Następnie rośnie, rozrywa ściany rodni i trzonek oraz zarodnia uwalniane są na zewnątrz. Trzonek sporofitu zwany jest setą. Nie jest ulistniony. Na szczycie sety znajduje się zarodnia. W niej po podziałach mejotycznych powstają haploidalne zarodniki. Zarodniki po zakończeniu dojrzewania wydostają się na zewnątrz. Zarodnia pęka i otwiera się uwalniając zarodniki. Te zaś padają na podłoże i w odpowiednich warunkach klimatycznych zaczynają kiełkować w haploidalny gametofit.

Główne cechy przemiany pokoleń u mszaków:

  1. Rozmnażanie płciowe i bezpłciowe;
  2. Rozmnażanie zachodzi w środowisku wodnym;
  3. Gametofit jest formą dominującą nad sporofitem;
  4. Sporofit nie jest zdolny do samodzielnego funkcjonowania, nie może przeprowadzać procesu fotosyntezy;
  5. Gametofit jest rośliną wieloletnią, sporofit żyje krótko, ginie po wysypaniu zarodników.
PAPROTNIKI

Pierwsze paprotniki pojawiły się w erze paleozoicznej. Przodkami dzisiejszych widłaków, skrzypów i paproci były zosterofilofity i trymerofity. Obecnie żyje około 11 tysięcy gatunków. Są to właściwe organowce. Ich organizm podzielona jest na korzenie, łodygi i liście.

Cykl rozwojowy paprotników cechuje się podobnie jak u mszaków przemianą pokoleń i związaną z nią przemianą faz jądrowych. Podstawową różnicą jest jednak to, że u paprotników pokoleniem dominującym jest sporofit, gametofit jest zaś zredukowany do minimum.

U paprotników gametofit nazywany jest przedroślem. Jest to roślina o budowie płaskiej, plechowatej. Do podłoża przytwierdzona jest chwytnikami. Kiełkuje z haploidalnych zarodników. Jest rośliną zielona, zazwyczaj samożywną. Może jednak być heterotrofem żyjącym w symbiozie z grzybami. Przedrośle paprotników żyje krótko. Może być jednopienne lub dwupienne. Wtedy rozróżnia się przedrośle męskie i przedrośle żeńskie. W plemniach i rodniach produkowane są gamety, plemniki i komórki jajowe. Do zapłodnienia dochodzi w obecności wody. Z powstałej zygoty kiełkuje diploidalny sporofit.

Sporofit jest główną rośliną paprotników. Tylko początkowo rozwija się kosztem gametofitu. W niedługim czasie puszcza korzenia i rozpoczyna samodzielny wzrost. Sporofit składa się z korzeni, kłączowatej łodygi i liści. Na zimę pozostaje tylko kłącze zakopane w warstwie gleby. Liście usychają. W budowie anatomicznej rozróżnia się typowe dla roślin tkanki: przewodząca, okrywająca, wzmacniająca, miękiszowa i twórcza.

Łodyga na zewnątrz pokryta jest skórka. Pod skórką położona jest kora pierwotna. Przez środek przebiegają wiązki przewodzące. Drewno transportuje wodę i sole mineralne z korzeni do liści. Łyko natomiast transportuje związki organiczne do korzeni. Taka budowa pozwala na osiąganie ogromnych rozmiarów. Największe z paprotników były drzewiaste, osiągały wielkość do kilkudziesięciu metrów, np. lepidodendrowce mogły osiągnąć wysokość 40 m. Korzenie są zazwyczaj cienkie i krótkie. Liście dzielą się na płonne, czyli asymilacyjne, nazywane trofofilami i sporofile, na których zgromadzone zostały zarodnia z zarodnikami. Zarodniki powstają w wyniku podziałów mejotycznych. Niektóre zarodniki są niezróżnicowane, inne dzielą się na makrospory, z których wyrasta przedrośle żeńskie i mikrospory, z których wyrasta przedrośle męskie. Paprotniki, które produkują dwa typy zarodników nazywane są paprotnikami różnozarodnikowymi. Gatunki, które produkują zarodniki niezróżnicowane nazywane są paprotnikami jednozarodnikowymi.

Przemiana pokoleń przebiega podobnie jak u mszaków. Cyklicznie po sobie występuje pokolenie haploidalne i diploidalne.

U paprotników:

  1. Sporofit jest samodzielną, wieloletnia, dominującą rośliną.
  2. Gametofit jest przedroślem krótko żyjącym, drobnym.
  3. Proces płciowy zachodzi tylko w obecności wody.
  4. Sporofit jest zróżnicowany na organy: liście, łodygę i korzeń.
  5. Sporofit może wykształcać zróżnicowane spory.