Évolution et caractéristiques

Le cycle biologique est toujours digénétique diplo-haplophasique. La prédominance de la phase sporophytique se traduit morphologiquement par la taille incomparablement plus grande des sporophytes par rapport aux gamétophytes et physiologiquement par le développement parasite des gamétophytes dans les tisssus des sporophytes.

Dans l'ovule, au contact du nucelle, le grain de pollen émet un fin prolongement non cloisonné, le tube pollinique, qui conduit deux gamètes mâles inertes jusqu'au contact d'un gamète femelle. Ce mode de fécondation s'appelle la siphonogamie. Elle est caractérisée par l'absence de gamètes mâles mobiles et de phase nageuse, ce qui libère complètement la reproduction du milieu aquatique. C'est la gamie la mieux adaptée à la vie en milieu aérien et à la colonisation du milieu terrestre. La siphonogamie est l'un des facteurs qui a certainement permis aux gymnospermes de supplanter les préspermaphytes.

Une seule oosphère par ovule est fécondée par l'un des deux gamètes mâles, le second dégénère. Il se forme un oeuf ou zygote. Contrairement aux préspermaphytes, l'ovule fécondé reste sur le sporophyte parental et il y a maintien des relations physiologiques entre les deux. Ces relations permettent :

le développement du zygote au sein du gamétophyte femelle, toujours enfermée dans le nucelle, formant un embryon ou jeune sporophyte fils. Au début de son développement, celui-ci est donc dépendant du sporophyte parental,

l'accumulation des réserves nutritives dans l'endosperme alors que chez les préspermaphytes elles étaient accumulées avant la fécondation.

A un certain stade de développement, l'embryon arrête sa croissance, le tégument de l'ovule se lignifie et une forte deshydratation permet le passage en état de vie ralentie. Un nouvel organe est alors réalisé : la graine et il y a alors séparation de la plante mère.

Une graine ne peut germer qu'après un certain temps de latence après sa dissémination, on parle de dormance. En général, une graine présente une grande capacité de résistance aux conditions extérieures défavorables, comme l'hiver et les basses températures, la sécheresse et les conditions désertiques. Elles peuvent ainsi attendre plusieurs semaines ou plusieurs années des conditions favorables à leur germination.

L'invention de la graine permet une meilleure adaptation des végétaux au milieu terrestre. C'est un autre facteur important qui a permis aux gymnospermes de supplanter les préspermaphytes et de coloniser de nouveaux milieux.