Planteudvikling, en multifasisk proces, hvor to forskellige planteformer lykkes hinanden i skiftevis generationer. En form, sporofytten, skabes ved forening af gameter (kønsceller) og er således diploid (indeholder to sæt lignende kromosomer). Ved modenhed producerer sporofytten haploide (indeholdende et enkelt sæt kromosomer) sporer, der vokser ind i gametophytgenerationen. Ved deres seksuelle modenhed producerer gametophytes haploide gameter, der forenes for at starte en ny cyklus.
Selvom både planter og dyr deler det kemiske grundlag for arv og oversættelse af den genetiske kode til strukturelle enheder kaldet proteiner, adskiller planteudviklingen sig fra dyrene på flere vigtige måder. Højere planter opretholder vækst gennem hele livet og er i denne forstand evigt embryonale; dyr har på den anden side generelt en bestemt vækstperiode, hvorefter de betragtes som modne. Endvidere påvirkes både vækst og organdannelse i planter af deres besiddelse af en stiv cellevæg og et væskefyldt rum kaldet vakuolen, to egenskaber unikke for plantecellen. Omvendt er visse træk ved dyreceller fraværende i planter. Bemærkelsesværdig er manglen på cellulære bevægelser og fusioner, der spiller en vigtig rolle i vævs- og organudvikling hos højere dyr.
Generelle egenskaber
Livscykler
Livscyklussen for alle tracheophytter (karplanter), bryophytter (moser og levervorter) og mange alger og svampe er baseret på en veksling i generationer eller forskellige livsfaser: gametophyten, der producerer gameter eller kønsceller, skiftevis med sporophyt, der producerer sporer. Gametofytter udvikler sig fra sporerne og er som dem normalt haploide; dvs. hver celle har et sæt kromosomer. Sporofytter udvikler sig fra et befrugtet æg eller zygote, der er resultatet af fusionen af gameter (befrugtning) dannet af gametofytterne og er følgelig diploide; dvs. hver celle har to sæt kromosomer. Selvom de to generationer er faser i en livscyklus, har de uafhængige udviklingshistorier; hver begynder som en enkelt celle, passerer gennem en ung periode, modnes og giver anledning til den alternative fase.
De skiftende generationer har typisk forskellige former (dvs. er heteromorfe); Dette gælder for bryophytter og for alle karplanter, herunder lavere karplanter (bregner og allierede), angiospermer (blomstrende planter) og gymnospermer (nåletræer og allierede). Generelle regler for karplanter er, at sporofytgenerationen fysisk er den større, har en mere kompleks udviklingshistorie, producerer et større udvalg af celletyper og udtrykker en mere forskelligartet biokemi; gametophyten er ofte reducerende, reduceret i tilfælde af angiosperms til kun få celler. I bryofytterne er gametophytgenerationen snarere end sporofytten mere iøjnefaldende.
Selvom gametophyt-generationen i karplanter er lille og har begrænsede fysiologiske egenskaber, skal dens celler overføre gener, der er i stand til at dirigere det sporofytiske udviklingsmønster, fordi mønsteret overføres gennem gameterne til zygoten. Udtrykket af "sporofytiske" gener skal derfor undertrykkes i gametophyten, sandsynligvis fra tidspunktet for sporedannelse (sporogenese). Tilsvarende skal begivenheder, der er forbundet med gametdannelse (gametogenese) eller befrugtning, på en eller anden måde frigøre de sporofytiske gener og således give zygoten mulighed for at komme ind i det sporofytiske udviklingsmønster. Selvom det må antages, at “switch” er forbundet med forskellen i kromosomnummer mellem den haploide spore (et enkelt sæt) og diploid zygoten (et dobbelt sæt), har dette vist sig ikke at være den afgørende faktor.
Generationernes skifte illustrerer et vigtigt princip, nemlig at celleforløb, der stammer fra enkeltforældreceller, der indeholder den samme genetiske potentiale, kan forfølge gensidigt eksklusive udviklingsmønstre. Kanalisering eller kanalisering af begivenheder af denne art forekommer gentagne gange i løbet af udviklingen af en individuel plante, der begynder med mønsteret af celledeling fra den allerførste spaltning af zygotecellen.
Kropsplaner
Samlet manifesterer planter en bred vifte af kropsplaner, lige fra små flercellede strukturer til enorme træer. Blandt ikke-vaskulære planter findes ægte parenchym i bryophytterne, både i gametophyt- og sporophyt-faser. Udviklingen af mosegametofyt illustrerer overgangen fra en trådformet til en meget organiseret tredimensionel vækstform. Mosesporen spirer til en trådformet plante, protonemet, som senere frembringer en bladrig skyde. Denne type overgang fra enkel til mere kompleks vækstform ledsages af syntese af nye slags ribonukleinsyrer (RNA'er), formodentlig gennem aktivering af gener, der ikke blev udtrykt under den tidlige vækst af gametophyten.
Meget af den resterende del af dette afsnit drejer sig om udviklingen af de komplekse kropsformer af sporofyter af vaskulære planter, som normalt ikke passerer gennem nogen filamentøse stadier. Det kan dog bemærkes, at kapaciteten til denne type vækst ikke er gået tabt i udviklingen, da den kan indtages af celler, der er dyrket i vævskulturer i laboratoriet.
