植物の生殖
動物とは異なり植物は移動ができないため、繁殖のためのパートナーを探して回ることができない。初期の植物の進化では、水や風による拡散といった非生物的手段によって繁殖のための精子を運んだ。最初に現れた植物である水生植物は精子をそのまま水中に放出し、海流に乗せて自由に運んだ。
その後登場した、コケ類などの原始的な陸生植物は、わずかな薄い水膜を泳いだり、雄の器官から雌の器官へ水滴を飛ばしたりする運動性の精子を用いていた。植物がより背が高く、複雑に進化していくにつれて、世代交代の方法も進化によって最適化されていった。古生代に現れた裸子植物の祖先は、胞子を風で飛ばすことで繁殖した。コルダイテスや球果植物、シダ種子類は全て3億5000万年前に進化した裸子植物であり、これらは雄から雌へ精子が移動する際に保護するため、花粉という形で雄の配偶子を持った.。
当時の昆虫は花粉を食べていたとされており、植物はこの昆虫を利用して花粉を植物から植物へ運ぶようにその後進化した。被子植物や裸子植物を含む進化した種子植物は、大幅に量を減らした配偶体による異形の世代交代を行うようになった。被子植物は花と呼ばれる生殖器を持ち、メスの配偶体はわずか8個の細胞まで減少し、胚珠の中に納まっている。各花粉粒には3から4個まで減少した雄の配偶体が含まれている。その中の精子は、古い植物種であるイチョウ類・ソテツ類を除き非運動性である。
有性生殖のプロセスには、遺伝子を再編し染色体数を減らす減数分裂と、その染色体を完全に二倍体に戻す受精の2段階からなる。この2つのプロセスは植物種や藻類の種によって違いがあるが、すべての陸上植物を含むそれらの多くは胞子体か配偶体という2つの多細胞構造をとり世代交代をする。
配偶体は、細胞それぞれに単一セットの染色体を持つ半数体である多細胞構造である。配偶体は有糸分裂と呼ばれる細胞分裂によって雌雄、または両方の配偶子を生み出す。別々の配偶体を持つシダ植物では、雌の配偶体は巨大な卵細胞を生むことからメガ配偶体・雄の配偶体は小さな精細胞を生むことからミクロ配偶体とも呼ばれている。
雌雄の配偶子が受精により合体することで、二倍体である受精卵が生み出され、細胞分裂により多細胞体となっていく。そして成熟すると再び減数分裂により配偶子が生み出されるs。
コケ類では配偶体は比較的大きく、胞子体は配偶体から分離されない小さな構造である。一方でシダ植物・裸子植物や被子植物では配偶体は小さく、配偶体を生み出す器官は非常に大きい。裸子植物や被子植物では、メガ配偶体にあたるものは胚珠内に含まれ、ミクロ配偶体にあたるものは花粉内に含まれる。
根茎は、栄養生殖の器官として機能するように変化した地下茎で、根茎のうち成長している先端部分は新しい個体として分離することができる。ポリポディー(英語版)やアヤメ、ギョウギシバ、イラクサなどがこの形態をとる。
ランナーやストローと呼ばれる空中茎は、イチゴやイネ科、シダ類の重要な栄養生殖の手段である。
不定根は地表付近の根や切り株といった傷ついた茎、古い根に形成される。これらは成長して地上に出ると、そのまま茎や葉になる。蘖と呼ばれるこの出芽形態は、既存の根系からの植物の再生形態の1つである。この形態をよくとることが特徴的な植物として、ニレの他にキイチゴ属などバラ属の多くの種が知られている。
タマネギやヒヤシンス、スイセン、チューリップといった球根植物は、地中にある球根を複数に分裂させることで繁殖する。ジャガイモやダリヤは地中の芋として知られる塊茎が栄養生殖をする。グラジオラスやクロッカスは球茎と同様の方法で栄養生殖をする。
無性芽は、植物から分離した単一の細胞もしくは細胞群で、新しいクローン個体を生み出す。これは苔類や蘚類、配偶体世代でのコケシノブ科に見られる。また、クラブコケ(英語版)のほか、モウセンゴケ属などの高等植物でも見られる。
昆虫やほかの動物を用いて花粉を媒介する植物は、媒介者を誘引し、花粉が花から昆虫へ・またその昆虫から次の花へ移ってゆきやすくなるように、花の形を大きく適応させてきた。風で花粉を飛散させる植物には、花弁やがくが無い傾向があり、成長しきった葉が花粉の飛散や到達を妨げないよう成長期の早い段階で受粉を行う。
植物が花粉の媒介者を誘引する手段として、花の色や香り・形、熱、蜜、花粉の食用化など多くのものがある。こうした構造上の特徴以外に顕花植物の有性生殖に重要な役割を果たすのが、花を咲かすタイミングと咲かせる花の大きさ・数である。大きくて派手な花を数個咲かせる植物種もあれば、小さな花を多数咲かせる種もある。多くの場合、花は視覚効果が最大限になるような花序に集められ、近くを通過する花粉媒介者に気付かれやすくする。花は植物に取っての誘惑の戦略手段であり、植物の性的表現は次世代の植物を残すために有用な戦略である。植物と媒介者はお互いに利益をもたらし、共進化の関係にある。
顕花植物で最大の科はラン科であり、専門家は世界中に35000種が分布していると推定している。ラン科の花は花粉を運ぶ昆虫を誘うことに特化されており、おしべの構造上、花にとまった昆虫に花粉が付きやすくなっている。花の形は、昆虫が花粉のそばを必ず通らねばならないようになっており、確実に昆虫に花粉が付着する。何種かのランはさらに高度な誘引の策を持っており、昆虫に似せた形の花を持ち交尾しようとする昆虫を誘ったり、昆虫のフェロモンに似せた香りを放ったりする。
ラン科について多いのが22000種ほどあるとされているキク科で、小花と呼ばれる多くの個々の花が集まる、高度に変化した花序をもっている。