Die Befruchtung in Pflanzen erfolgt, wenn sich haploide Gameten treffen, um eine diploide Zygote zu bilden, die sich zu einem Embryo entwickelt. Bei Gymnospermen (Nadelbäumen) und Angiospermen (Blütenpflanzen) erfolgt das Zusammentreffen der Gameten folgendermaßen: Männliche Gameten sind in Pollenkörner eingeschlossen und werden von Wind oder Insekten zu den weiblichen Fortpflanzungsorganen getragen. Das Endprodukt der Befruchtung – der Embryo – ist in einem Samen eingeschlossen. Aus diesem Grund werden diese beiden Arten von Tracheophyten als Samenpflanzen bezeichnet. (Siehe Pflanzenstrukturen und Funktionen, Der Samen.)

Gymnosperm-Befruchtung

Der weibliche Gametophyt enthält mehrere Archegonien, in denen die Eizellen entstehen und sich entwickeln. Der Gametophyt selbst ist von Schichten von Sporangien und Integumenten umgeben; alle diese Elementeenthalten eine Eizelle, die sich auf der Oberfläche eines weiblichen Kegels befindet. Die Befruchtung erfolgt, wenn Pollenkörner (männliche Gametophyten) vom Wind zum offenen Ende einer Eizelle, die die Eier enthält, oder eines weiblichen Gametophyten getragen werden. Dort entwickelt das Pollenkorn einen Auswuchs, der Pollenschlauch genannt wird, der zufällig in die Eizelle innerhalb einer der Archegonien eindringt. Die Samenzellen in der Pollentube wetteifern dann um die Befruchtung der Eizelle. Sobald die Befruchtung stattgefunden hat, entwickelt sich der Embryo innerhalb desweiblichen Gametophyten, und die Eizelle wird zum Samen, komplett mit einer Nahrungsquelle (dem Gametophytengewebe) und einer Samenschale (dem Integument). Dieser Embryo, der schließlich zu einem neuen Sporophyten wird, bestehtvon zwei embryonalen Blättern, dem Epicotyl und Hypocotyl.

Angiospermenbefruchtung

Das weibliche Fortpflanzungsorgan von Angiospermen ist der Stempel, der sich in der Mitte der Blüte befindet. Wie bei Gymnospermen ist der männliche Gametophyt das Pollenkorn. Damit bei den meisten Blütenpflanzen befruchtet werden kann, müssen Insekten oder andere Tiere den Pollen zum Stempel transportieren. Ein Hauptunterscheidungsmerkmal von Angiospermen ist die Praxis der doppelten Befruchtung.

Eine Angiosperm-Eizelle enthält eine Eizelle und einen diploiden Fusionskern, der durch die Verbindung zweier Polar-Kerne innerhalb der Eizelle entsteht. Wenn ein Pollenkorn mit dem Stigma oder der Oberseite des Stempels in Kontakt kommt, sendet es einen Pollenschlauch in den Eierstock an der Basis des Stempels. Wenn der Pollenschlauch in die Eizelle eindringt, werden zwei Samenzellen freigesetzt. Einer verschmilzt mit dem Ei zu einer diploiden Zygote, während der andere sich mit dem Fusionskern verbindet, um einen triploiden Kern zu bilden. Dieser triploide Kern verwandelt sich in ein Endosperm, das den sich entwickelnden Embryo nährt (die Rolle des Gametophytengewebes im Gymnospermsamen ausfüllend). Wie bei Gymnospermen wird die Eizelle zu einem Samen, der den Embryo und das Endosperm in einer Samenschale umhüllt. Im Gegensatz zu Gymnospermen entwickelt sich bei Angiospermen der Eierstock, der die Eizellen enthält, nach der Befruchtung zu einer Frucht. Die Frucht bietet den Embryonen den doppelten Vorteil eines zusätzlichen Schutzes vor Austrocknung und vermehrter Ausbreitung, da sie von weit verbreiteten Tieren gefressen wird, die dann die Samen ausscheiden. (Für eine vollständige Diskussion der Teile der Blume, die zur Reproduktion beitragen, siehe Pflanzenstrukturen, Blumen .)

Damit eine Befruchtung stattfinden kann, Angiospermen entweder selbstbestäuben, in demeine bestimmte Pflanze befruchtet sich selbst, oder fremdbestäuben, in dem eine Pflanze von einer anderen derselben Art befruchtet wird. Die Fremdbestäubung erzeugt im Allgemeinen weitaus kräftigere Pflanzen und wird durch die unterschiedliche Entwicklung der männlichen und weiblichen Gametophyten auf einer Blüte oder durch die Positionierung dieser Gametophyten gefördert, so dass die Selbstbestäubung schwierig ist.