Erkennung und Vereinigung zweier Zellen (Individuen) sind zwar Voraussetzung einer sexuellen Vereinigung, sie sind aber nicht ausreichend, um eine Kooperation und eine Neukombination zweier Genome zu erklären.
Verschmelzung zweier gleichartiger Kerne führt rein formal zu einer Verdopplung genetischer Information. Nachfolgende Verschmelzungen würden schließlich (über mehrere Zellgenerationen hinweg) zu einer exponentiellen Zunahme genetischer Information der Zellen führen.
Bekanntlich ist das nicht der Fall, denn durch die Meiose wird die durch Verschmelzung verdoppelte Informationsmenge wieder auf die Hälfte reduziert. Daraus folgt, daß Sexualität (Zygotenbildung) und Meiose unmittelbar miteinander verknüpfte Vorgänge sein müssen. Man kann dabei zwischen drei Phasen steigender Höherentwicklung unterscheiden:
Zygotenbildung mit unmittelbar darauffolgender Meiose. Der Vorteil gegenüber vegetativer Vermehrung ist in einer Neukombination genetischer Information in den Produkten der Meiose (Gonen) zu sehen, die gegenüber der der Eltern vorteilhafter sein kann.
Es vergeht ein bestimmter Zeitabschnitt zwischen Zygotenbildung und Meiose. Der Lebenszyklus der Art zerfällt in zwei Phasen, eine diploide und eine haploide. Man spricht auch von Kernphasenwechsel; oft, aber durchaus nicht immer, ist dieser mit einem Generationswechsel veknüpft. Im Unterschied zum Kernphasenwechsel gehört zu einem Generationswechsel nämlich eine gewisse vegetative Entfaltung von Zygote, bzw. Sporen, oder anders betrachtet, die Zygote allein oder die Gameten allein sind noch keine Generation.
Während der diploiden Phase können die Genome beider Eltern einander ergänzen. Die Anwesenheit eines funktionsfähigen Allels genügt, um die volle Leistung des entsprechenden Gens zu erbringen. Die Vervollkommnung der Diploidie erforderte die Evolution einer diffizilen Regulierbarkeit der Genexpression.
- Die diploide Phase überwiegt, haploid sind nur noch die hochgradig spezialisierten Geschlechtszellen.
Zwischen (1.), (2.) und (4.) gibt es graduelle Übergänge. Der Modus des Generationswechsels ist ein wichtiges taxonomisches Merkmal der systematischen Gruppen von Kryptogamen und Phanerogamen.
Generationswechsel: Die Haplophase ist vorherrschend. Die Reduktionsteilung findet unmittelbar nach der Zygotenbildung statt.
Generationswechsel: Die Diplophase ist vorherrschend. Unmittelbar nach der Reduktionsteilung findet die Zygotenbildung statt.
Bei den meisten einzelligen Flagellaten sind beide Gameten (weiblich, männlich oder +, -) meist gleich groß: Isogamie. Bei primitiven Mehrzellern ist eine Tendenz zur Produktion ungleich großer Geschlechtszellen (beweglichen Gameten) festzustellen. Die weiblichen Gameten sind größer als die.männlichen: Heterogamie oder Anisogamie.
Die Progressionsreihe setzt sich in Richtung Oogamie fort: der weibliche Gamet (Eizelle, Oogonium) ist geißellos. Der Kern ist von einem voluminösen, viel Nährstoffe enthaltenden Plasma umgeben. Der männliche Gamet ist klein, beweglich, die Zelle enthält nur wenig Plasma (ausreichend zur Energieversorgung für die Bewegung). Es werden stets wesentlich mehr männliche als weibliche Gameten produziert .
Mit der Ausbildung der Oogamie geht die Entstehung und Fortentwicklung von Gametophyten einher, in deren Schutz sich die Gameten entwickeln. Während die männlichen Gameten den Gametophyten nach ihrer Reifung verlassen, entwickelt sich die Eizelle nach der Befruchtung im Schutz des Gametophyten weiter zum Embryo.
Die Progressionsreihe von Isogamie zu Oogamie ist im Verlauf der Evolution mehrfach "erfunden" worden. Man findet sie im Pflanzenreich, im Tierreich und bei den Pilzen.
Ein (haploider) Gametophyt entwickelt sich aus einer durch Reduktionsteilung entstandenen haploiden Zelle (Spore). Bei Algen und den meisten Pteridophyten werden stets gleichartige Sporen erzeugt: Homosporie. Bei den höher entwickelten Gruppen der Pteridophyten entstehen ungleich große Sporen: Heterosporie, aus denen männliche bzw. weibliche Gametophyten hervorgehen. Die heterosporen Farne gelten als die Vorläufer der Samenpflanzen.
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