L’alternanza di generazioni è un processo che si verifica nelle piante, nei protisti e nei funghi, in cui gli organismi passano attraverso generazioni che si riproducono sessualmente o asessualmente per perpetuare la specie. Un circuito completo costituisce un ciclo di vita completo per l’organismo, che si tratti di una felce o di un’alga. Diverse generazioni si verificano durante un singolo ciclo di vita, in contrasto con la maggior parte degli animali.
Per capire come funziona l’alternanza delle generazioni, è necessario riprendere alcuni termini di biologia di base. Le cellule diploidi contengono un set completo di informazioni genetiche sotto forma di cromosomi, mentre le cellule aploidi contengono solo la metà dei cromosomi. Gli esseri umani e altri animali sono diploidi, producono un piccolo numero di cellule aploidi a scopo di riproduzione, ma gli organismi che subiscono l’alternanza di generazioni sono in grado di vivere sia in forma diploide che aploide. La meiosi è un tipo di divisione cellulare che si traduce in quattro cellule aploidi, mentre la mitosi produce due cellule figlie identiche alla cellula madre, contenenti tutte le informazioni genetiche trovate nel genitore.
Nella loro fase aploide, nota anche come generazione di gametofiti, gli organismi producono spore aploidi attraverso il processo della mitosi. Queste spore possono fondersi tra loro per creare uno zigote che contiene informazioni genetiche da un singolo genitore o da due diversi genitori della stessa specie. La generazione del gametofito è la fase in cui l’organismo si riproduce sessualmente, offrendo l’opportunità di scambiare informazioni genetiche con altri organismi.
Lo zigote fecondato dalla generazione del gametofito si sviluppa in uno sporofito, che ha cellule diploidi. Le cellule dello sporofito subiscono la meiosi per creare cellule aploidi che si sviluppano in gametofiti, iniziando così una nuova fase e portando l’organismo completamente attraverso il ciclo, da gametofito a sporofito e viceversa. Molte persone hanno notato che alcuni organismi attraversano queste fasi in diversi periodi dell’anno, come durante la stagione pollinica primaverile.
Queste fasi alternate possono apparire notevolmente diverse in alcune specie. In alcuni organismi, lo sporofito è la forma dominante; gli alberi, per esempio, sono sporofiti. In altri organismi, il gametofito è l’organismo dominante, come si vede nelle epatiche. Nelle piante da fiore, i gametofiti si sviluppano a livello microscopico nel polline e nei fiori, con le persone che vedono principalmente la forma sporofita. L’alternanza delle generazioni ei vari modi in cui si manifesta sono un’interessante illustrazione della diversità della vita.