Der Generationswechsel ist ein Prozess, der bei Pflanzen, Protisten und Pilzen auftritt, bei dem die Organismen Generationen durchlaufen, die sich entweder sexuell oder ungeschlechtlich vermehren, um die Art zu erhalten. Ein kompletter Kreislauf bildet einen kompletten Lebenszyklus für den Organismus, egal ob Farn oder Alge. Im Gegensatz zu den meisten Tieren treten während eines einzigen Lebenszyklus mehrere Generationen auf.
Um zu verstehen, wie der Generationenwechsel funktioniert, ist es notwendig, einige grundlegende Begriffe der Biologie zu besprechen. Diploide Zellen enthalten einen vollständigen Satz genetischer Informationen in Form von Chromosomen, während haploide Zellen nur die Hälfte der Chromosomen enthalten. Menschen und andere Tiere sind diploid und produzieren eine geringe Anzahl haploider Zellen zum Zwecke der Fortpflanzung, aber Organismen, die den Generationswechsel durchlaufen, können sowohl in diploider als auch in haploider Form leben. Meiose ist eine Art der Zellteilung, die zu vier haploiden Zellen führt, während Mitose zwei Tochterzellen produziert, die mit der Elternzelle identisch sind und alle genetischen Informationen der Eltern enthalten.
In ihrer haploiden Phase, auch Gametophytengeneration genannt, produzieren Organismen durch den Prozess der Mitose haploide Sporen. Diese Sporen können miteinander verschmelzen, um eine Zygote zu bilden, die genetische Informationen von einem einzigen Elternteil oder von zwei verschiedenen Eltern derselben Art enthält. Die Gametophytengeneration ist die Phase, in der sich der Organismus sexuell reproduziert und die Möglichkeit bietet, genetische Informationen mit anderen Organismen auszutauschen.
Die befruchtete Zygote aus der Gametophytengeneration entwickelt sich zu einem Sporophyten, der diploide Zellen besitzt. Die Zellen des Sporophyten durchlaufen eine Meiose, um haploide Zellen zu bilden, die sich zu Gametophyten entwickeln, wodurch eine neue Phase beginnt und den Organismus vollständig durch den Kreislauf führt, von Gametophyt zu Sporophyt und wieder zurück. Viele Menschen haben festgestellt, dass einige Organismen diese Phasen zu verschiedenen Jahreszeiten durchlaufen, beispielsweise während der Pollensaison im Frühjahr.
Diese alternierenden Phasen können bei einigen Arten deutlich unterschiedlich aussehen. Bei einigen Organismen ist der Sporophyt die dominierende Form; Bäume zum Beispiel sind Sporophyten. In anderen Organismen ist der Gametophyt der dominierende Organismus, wie er bei Lebermoos beobachtet wird. Bei Blütenpflanzen entwickeln sich die Gametophyten auf mikroskopischer Ebene in Pollen und Blüten, wobei der Mensch vor allem die Sporophytenform sieht. Der Generationswechsel und seine verschiedenen Erscheinungsformen sind ein interessantes Beispiel für die Vielfalt des Lebens.