Tutti i viventi, unicellulari o pluricellulari, hanno un ciclo vitale. Ogni individuo viene prodotto a seguito di un atto riproduttivo, cresce, raggiunge la maturità sessuale, si riproduce, invecchia e muore. Esiste una grande varietà nella durata del ciclo vitale; i batteri possono avere un ciclo vitale di alcuni minuti; certe piante, come le sequoie (Sequoia gigantea e Sequoia sempervirens), possono vivere fino a migliaia di anni. Ogni organismo vivente ha la potenzialità di generare altri viventi simili, contribuendo alla continuità di una specie. Alcuni organismi si riproducono solo una volta, altri più volte.

Mentre gli organismi unicellulari effettuano il loro ciclo vitale direttamente, senza andare incontro a specializzazioni particolari della cellula, quelli pluricellulari possono avere varie fasi caratterizzate da strutture diverse e molto complesse. Sia nelle piante che negli animali, le forme del corpo e le abitudini di vita possono differire molto nei diversi momenti del ciclo vitale. In alcuni animali è necessaria una metamorfosi tra la fase giovanile (larva) e quella adulta.

...
Un protozoo allo stadio iniziale della divisione che darà origine ad un nuovo individuo.
...
La cicala Tibicen septendecim ha uno stadio larvale che dura quasi vent'anni.
...
Nel ciclo delle piante si alternano generazioni diverse tra loro per forma e modalità riproduttiva.
...
I salmoni si riproducono una sola volta nella vita; la deposizione delle uova è seguita dalla morte.
...
Nelle piante a seme, la comparsa del fiore è legata alla fase riproduttiva.
...
Le femmine delle lucciole si riproducono senza mai diventare adulte (neotenia).

Le piante a seme (Spermatofite) hanno un ciclo caratterizzato dall'alternanza di due generazioni con gametofito di importanza subordinata a quella dello sporofito. Nelle Spermatofite le spore germinano sulla pianta madre, i gametofiti sono molto ridotti e sono nutriti dallo sporofito. Queste piante, pertanto, non si riproducono per sporogonia in quanto le spore non vengono utilizzate per la diffusione della specie. La principale modalità di riproduzione è quella sessuale, per la quale le Spermatofite hanno evoluto organi specializzati, i fiori.

All'interno dei fiori avviene la produzione e la germinazione delle spore, quelle maschili all'interno delle sacche polliniche (sporangi maschili o androsporangi) e quelle femminili all'interno degli ovuli (sporangi femminili o ginosporangi). I gametofiti differenziano i gameti, effettuando la riproduzione sessuale. Dopo la fecondazione, dallo zigote si sviluppa un embrione, mentre l'ovulo si trasforma in un seme, struttura di estrema importanza sia per la diffusione della specie (processo di disseminazione), sia per il fatto che può entrare in quiescenza, sopportando senza danni anche lunghi periodi di condizioni ambientali sfavorevoli per poi germinare, dando origine ad una giovane pianta. Il frutto si sviluppa a protezione dei semi dall'ovario.

Nelle Gimnosperme i fiori sono costituiti da complessi di foglie più o meno modificate, dette microsporofilli (nei fiori maschili) e macrosporofilli (nei fiori femminili), che portano rispettivamente le sacche polliniche e gli ovuli. Gli sporofilli possono essere disposti a spirale su di un asse, così da formare strobili o coni caratteristici.

...
Nel fiore maschile di Ginkgo biloba i microsporofilli formano uno strobilo caratteristico.
...
Nei fiori delle Conifere, le pigne, gli sporofilli sono modificati in squame (brattee).
...
Un fiore maschile. All'interno dei microsporangi sono visibili i granuli pollinici (regioni puntinate).

Nel fiore delle Angiosperme, insieme ad un numero variabile di elementi sterili, si trovano le parti fertili maschili, costituite dal complesso degli stami (androceo) e quelle femminili, costituite dall'insieme dei pistilli (gineceo). Ogni stame è formato da un filamento e da una parte apicale ingrossata spesso divisa in due teche (antere) comprendenti ognuna due sacche polliniche (androsporangi), che a maturità risultano piene di granuli di polline. I granuli pollinici rappresentano il gametofito maschile, che differenzia i gameti. Il gineceo è costituito da uno o più pistilli, che derivano dall'accartocciamento e dal concrescimento di foglie specializzate dette carpelli (macrosporofilli). Il pistillo è formato da una parte basale ingrossata (ovario) che contiene uno o più ovuli (ginosporangi), di una porzione allungata (stilo) e da una parte apicale espansa (stimma), adatta a trattenere i granuli pollinici.

...
Un fiore di rosa; centralmente è visibile il gineceo circondato dall'androceo.
...
Uno stame con antere ripiene di granuli pollinici.
...
Un pistillo nella cui parte basale (ovario) sono visibili gli ovuli.

I fiori delle Spermatofite possono contenere le parti fertili maschili e femminili insieme o separatamente. Quando queste sono separate, si parla di fiori unisessuali. Quando i fiori unisessuali sono portati dallo stesso individuo, la specie si definisce monoica; quando sono portati da due individui diversi, la specie si definisce dioica. Quando le parti fertili maschili e femminili coesistono, i fiori sono detti ermafroditi e la pianta si dice monoica a fiori ermafroditi.

...
Il Ginkgo biloba è una specie dioica.
...
Fiore maschile.
...
Fiore femminile.
...
L'abete rosso (Picea abies) è una specie monoica.
...
Fiore maschile.
...
Fiore femminile.
...
Il tulipano è una pianta con fiore ermafrodita.
...
Gli stami, le parti fertili maschili.
...
Il pistillo, la parte fertile femminile.

Molte caratteristiche del fiore delle Angiosperme favoriscono l'impollinazione e il processo di disseminazione.

...
Molti insetti, muovendosi da un fiore all'altro per nutrirsi di nettare, funzionano da impollinatori.
...
I fiori hanno spesso colori e odori adatti a richiamare gli insetti impollinatori.
...
I frutti frutti carnosi favoriscono la dispersione dei semi da parte degli animali che se ne nutrono.

Molte orchidee del genere Ophrys hanno evoluto fiori rassomiglianti al corpo di alcuni insetti, in modo da attrarre gli stessi e favorire l'impollinazione.

...
...
...

Negli animali si conoscono due modalità fondamentali di riproduzione, quella asessuata e quella sessuata. Singoli individui possono riprodursi asessualmente, dando origine ad una discendenza geneticamente identica al genitore. Molti invertebrati si riproducono in modo asessuato per scissione, cioè separazione di nuovi individui da uno preesistente, o per divisione in due o più individui del genitore stesso. La riproduzione sessuata coinvolge invece due individui di sesso diverso che producono cellule specializzate, i gameti, che si fondono dando origine ad un nuovo individuo. I gameti maschili (spermatozoi) e quelli femminili (ovocellule) sono prodotti all'interno di organi detti gonadi. Gli individui nati con la riproduzione sessuata hanno caratteristiche uniche, risultanti dalla combinazione dei geni di entrambi i genitori. La ricombinazione genica che si ha con la riproduzione sessuata è responsabile della variabilità che distingue individui della stessa specie.

Alcuni animali possono riprodursi per partenogenesi, cioè con lo sviluppo di un uovo che non è stato fecondato. La partenogenesi è frequente in api, vespe, formiche, più rara in pesci, anfibi e rettili, come il varano di Komodo.

...
Un'ape (Apis mellifera).
...
Un insetto stecco (Bacillus rossius).
...
Una lucertola (Varanus komodoensis).

Gli individui di specie sessili (che vivono fisse al terreno) o dotate di scarso movimento possono avere difficoltà ad incontrare il partner e riprodursi sessualmente. Il problema viene risolto con l'ermafroditismo, cioè la presenza contemporanea nello stesso individuo di gonadi maschili e femminili. Gli individui ermafroditi possono effettuare l'autofecondazione; tuttavia, nella maggior parte delle specie l'ermafroditismo prevede l'accoppiamento con un altro individuo della stessa specie (fecondazione incrociata).

...
Due lumache di terra in accoppiamento.
...
Due lumache marine in accoppiamento.
...
Due lombrichi in accoppiamento.

La riproduzione è favorita da numerosi adattamenti fisiologici, morfologici e comportamentali. Molte specie effettuano cure parentali, proteggendo uova e piccoli.

...
Alcuni ragni trasportano sacche ripiene di uova.
...
Alcune rane trasportano i girini sul dorso.
...
Gli uccelli costruiscono nidi per proteggere i piccoli.

Nel ciclo vitale delle piante si alternano due generazioni, diverse per forma e modalità di riproduzione: lo sporofito, che produce spore, e il gametofito, che produce gameti. Le spore, cellule prodotte all'interno di strutture dette sporangi, sono capaci di germinare autonomamente dando origine al gametofito. Nei muschi, nelle felci e altre piante primitive, le spore germinano nel terreno e i gametofiti hanno vita autonoma. Nelle piante a seme (Spermatofite), le spore germinano sulla pianta madre, i gametofiti sono ridotti a poche cellule e sono nutriti dallo sporofito. I gametofiti differenziano i gameti (spermatozoi e ovocellule), rispettivamente dagli anteridi e dagli archegoni (gametangi). I gameti maschili si spostano fino a quelli femminili, si uniscono ad essi e danno origine allo zigote. Dallo sviluppo dello zigote si ottiene un giovane sporofito (embrione).

I muschi hanno un ciclo caratterizzato dall'alternanza di due generazioni in cui il gametofito ha importanza maggiore e nutre lo sporofito. Il gametofito è capace di riproduzione vegetativa, che può avvenire con la produzione di propaguli o di gemme. Per attuare la riproduzione sessuale, sui gametofiti si differenziano i gametangi, all'interno dei quali si sviluppano i gameti. Lo sporofito si riproduce per sporogonia, che costituisce la principale modalità di riproduzione per queste piante. Le spore vengono prodotte all'interno di sporangi chiamati capsule.

...
Una pianta di muschio, Ceratodon purpureus, in cui sono visibili entrambe le generazioni.
...
Il gametofito, formato da fusticino e foglioline, che si attacca al terreno mediante delle cellule dette rizoidi.
...
Lo sporofito, formato da un filamento e una capsula terminale che contiene le spore.

Le felci hanno un ciclo caratterizzato dall'alternanza di due generazioni con gametofito di importanza subordinata a quella dello sporofito. Lo sporofito produce spore, che germinano nel terreno e i gametofiti hanno pertanto vita autonoma. Questi differenziano i gameti maschili e femminili rispettivamente dagli anteridi e dagli archegoni, effettuando la riproduzione sessuale. Lo sporofito si riproduce per sporogonia differenziando meiospore all'interno degli sporangi. Differentemente dai muschi, raramente il gamentofito compie riproduzione vegetativa, che è invece frequente nello sporofito.

...
Una pianta di felce (sporofito).
...
Sporangi visibili nella pagina inferiore delle foglie.
...
Gametofito laminare provvisto di rizoidi.

Le piante a seme (Spermatofite) hanno un ciclo caratterizzato dall'alternanza di due generazioni con gametofito di importanza subordinata a quella dello sporofito. Nelle Spermatofite le spore germinano sulla pianta madre, i gametofiti sono molto ridotti (si parla anche di alternanza di generazione mascherata) e sono nutriti dallo sporofito. Queste piante, pertanto, non si riproducono per sporogonia in quanto le spore non vengono utilizzate per la diffusione della specie. La produzione delle spore avviene nei fiori all'interno degli sporangi, che proteggono le spore e i gametofiti da esse prodotti. I gametofiti differenzieranno i gameti, effettuando la riproduzione sessuale. In seguito alla fecondazione si sviluppa un embrione, mentre lo sporangio femminile si trasforma in un seme che, germinando, darà origine ad una nuova pianta.

...
Un fiore maschile. All'interno degli sporangi (sacche polliniche) sono visibili i granuli pollinici (le regioni puntinate).
...
I granuli pollinici rappresentano spore maschili che hanno già cominciato la germinazione il gametofito maschile.
...
In questo fiore femminile è visibile lo sporangio (ovulo) che contiene il gametofito.

In molti invertebrati, come insetti, molluschi, crostacei ed echinodermi, vi sono notevoli differenze tra lo stadio giovanile (larva) e lo stadio adulto. Nelle due fasi del ciclo, questi animali differiscono non solo per forma, ma anche per habitat, abitudini alimentari e comportamenti. In questi casi, il passaggio dalla fase larvale a quella adulta avviene con una metamorfosi, un evento durante il quale l'animale modifica tessuti e forme per prepararsi alla vita adulta. Alcuni insetti, durante la metamorfosi entrano in uno stato di quiescenza detto pupa. Tra i vertebrati, la metamorfosi è caratteristica di alcuni pesci e degli anfibi.

...
Larva di farfalla.
...
Stadio di pupa.
...
Farfalla adulta.
...
Giovane larva di rana.
...
Larva in stadio avanzato.
...
Rana adulta.

Fonte delle immagini: Wikimedia Commons