In tutte le piante e in alcune alghe esiste un'alterazione di generazioni in cui le specie hanno fasi diploidi e aploidi. La riproduzione sessuale si traduce in gameti che combinano due cellule di individui diversi. Gli aploidi contengono un set di cromosomi in ciascuna delle loro cellule. Le cellule diploidi contengono due set di cromosomi. Per le piante, le cellule aploidi e diploidi si dividono per mitosi. La fase aploide delle piante è chiamata gametofita e la fase diploide è chiamata sporofita. La prole si alterna da sporofiti diploidi a gametofiti aploidi e torna di nuovo in generazioni. Ciò significa che le piante generano due diversi tipi di piante con lo stesso materiale genetico.

TL; DR (troppo lungo; non letto)

Le piante esistono in generazioni alternate chiamate sporofiti e gametofiti. Gli sporofiti rappresentano la fase diploide delle piante. I gametofiti rappresentano la fase aploide delle piante.
Caratteristiche degli sporofiti

Gli sporofiti sono piante diploidi che usano la meiosi per produrre spore. Queste spore sono cellule aploidi che crescono in gametofiti aploidi. Le megapore crescono in gametofiti femminili e le micropore crescono in gametofiti maschili. La meiosi si verifica nello sporangio di uno sporofita e provoca spore aploidi. Queste spore contengono una cellula che può diventare un'altra nuova pianta senza accoppiamento. Gli sporofiti si sono evoluti nelle piante vascolari per diventare più grandi, più dominanti e di maggiore durata rispetto ai gametofiti.
Caratteristiche dei gametofiti

I gametofiti sono piante aploidi che usano la mitosi per creare gameti aploidi. Questi gameti sono femminili sotto forma di ovulo (uovo) o maschio sotto forma di sperma. I gametofiti contengono l'archegonium, o organo sessuale femminile, oppure contengono l'anteridio, o organo sessuale maschile. Lo sperma e l'uovo si uniscono nell'archegonium per produrre una cellula zigote diploide. Quello zigote diventa uno sporofita. I gametofiti delle piante vascolari tendono ad essere molto più piccoli degli sporofiti, a volte anche solo di alcune cellule di dimensioni. Un granello di polline rappresenta un esempio di gametofito maschile nelle piante vascolari.
Piante non vascolari contro vascolari

Le piante vascolari e non vascolari mostrano interessanti differenze tra i loro sporofiti e i gametofiti. Le piante vascolari non richiedono tanta acqua per prosperare e mostrano la loro fase sporofita grande e di lunga durata della pianta reale. Ginnosperme come le conifere contengono un po 'di tessuto gametofita femminile nei loro coni, come i pinoli. Quelle noci contengono lo sporofita diploide embrionale. Il gametofito di conifere maschio esiste come polline, che è disperso dal vento. Per le piante da fiore come alberi da frutto e fiori, i gametofiti femminili contengono alcune cellule e risiedono all'interno dell'ovaio del fiore; I piccoli gametofiti delle piante vascolari vivono solo per una stagione. Le piante vascolari che formano due tipi di spore e gametofiti sono chiamate eterosporiche.

Le piante non vascolari come i briofite (che comprendono muschi, fegato e corni) presentano caratteristiche diverse per i loro gametofiti e sporofiti. I briofite comprendono le più antiche piante terrestri del pianeta, esistendo da oltre 400 milioni di anni. Richiedono locali più umidi per il loro successo riproduttivo. I loro sporofiti non sono visibilmente dominanti. Tuttavia, la loro generazione di gametofite è la parte notevole e fotosintetica della pianta (come il muschio verde) che si attacca ai substrati attraverso i rizoidi piuttosto che lo sporofita diploide. In effetti, i loro sporofiti non sono così longevi come nelle piante vascolari. Lo sporofita si forma da un uovo fecondato all'interno dell'archegonium a forma di pallone e si attacca al gametofita attraverso un piede penetrante. Lo sporofita riceve nutrimento dal gametofita. Lo sporofita forma un gambo molto piccolo chiamato seta e un singolo sporangio. Una copertura protettiva chiamata calyptra circonda questo sporofita embrionale. Le spore monocellulari viaggiano attraverso il vento e germinano solo in un'area umida; è necessaria acqua per la fecondazione. Quindi formano una nuova pianta gametofita, che crea più spore nel ciclo degli sporofiti. Poiché producono solo un tipo di spora e gametofita, queste piante non vascolari sono chiamate omosporiche.
Controlli genetici dei processi di generazione

Gli scienziati continuano a imparare più generazioni alternate nelle piante. Gli studi genetici sui muschi rivelano che un gruppo di proteine chiamato KNOX aiuta a guidare lo sviluppo di sporofiti. Nell'angiosperma Arabidopsis thaliana
, il gene PKL è necessario per gli sporofiti materni per promuovere lo sviluppo di gametofiti maschili e femminili. La ricerca continua produce aspetti ancora più affascinanti della complessa natura dei processi di generazione di sporofiti e gametofiti.