Kernphasenwechsel

Ein Kernphasenwechsel ist der Wechsel einer Zelllinie zwischen zwei (oder mehr) Kernphasen.

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Biophilosophisch bewertet, zeigt der Kernphasenwechsel eine weitere fundamentale Daseinsform auch des menschlichen Lebens auf: Neben individuell erfahrenem diploiden Leben, welches ein Mensch erlebt, gibt es ein menschliches Leben auf der Stufe der menschlichen Keimzellen.

Der Zellkern eines Eukaryonten enthält das genetische Material (die DNA) in Form von Chromosomen. Man kann jedoch bei einem Zellkern verschiedene zeitliche Abschnitte unterscheiden, die Kernphasen: Von der Befruchtung an enthält der Zellkern der Zygote einen doppelten Chromosomensatz (2n), denn es verschmelzen dabei die Keimzellen von zwei Elternindividuen, die jeweils nur einen Chromosomensatz enthalten. Die Zygote teilt sich anschließend durch Mitose, wobei der doppelte Chromosomensatz erhalten bleibt. Die Kernphase der Zellkerne aller Zellen des Individuums von der Zygote an nennt man diploid.

Bei der Bildung von Keimzellen (Gameten) führt eine diploide Urkeimzelle während der Meiose eine Reduktionsteilung durch, wobei die homologen Chromosomen in zwei verschiedene Zellen verteilt werden. Dadurch wird der Chromosomensatz halbiert (1n). Die nun beginnende Kernphase nennt man haploid.

Der zeitliche und räumliche Abstand zwischen Befruchtung und Keimzellbildung kann nun bei verschiedenen Arten von Lebewesen variieren. Bei den Wirbeltieren zum Beispiel, die alle Diplonten sind, liegt zwischen der Keimzellbildung und der Befruchtung, der Kernverschmelzung der Keimzellen, keine weitere Zellteilung. Das Individuum ist in seiner ganzen Lebenszeit diploid, abgesehen von den haploiden Keimzellen. Man spricht von einem gametischen Kernphasenwechsel.

Bei zahlreichen primitiven Algen jedoch findet die Meiose bereits bei der ersten Teilung der Zygote nach der Befruchtung statt. Bis auf die Zygote selbst sind darum alle Zellen der Alge haploid. Man spricht von einem zygotischen Kernphasenwechsel.

Bei anderen Pflanzen (z.B. Farnen) erfolgt ein sogenannter heterophasischer Kernphasenwechsel, bei dem sich eine diploide und eine haploide Generation abwechseln. Man spricht dann auch von einem Generationswechsel. Dabei entwickelt sich aus der Zygote ein diploides Individuum, das sich ungeschlechtlich durch Meiosporen fortpflanzt, die durch eine Meiose entstehen und haploid sind. Das aus diesen Sporen durch Keimung entstehende Individuum ist dann die haploide Generation. Sie bildet durch Mitose Keimzellen (Mitogameten), die bei der Befruchtung zu einer neuen Zygote verschmelzen. Die beiden Generationen können völlig gleich oder sehr unterschiedlich aussehen. (Für nähere Informationen siehe Generationswechsel.)

Quellen:

• Strasburger: Lehrbuch der Botanik, 31. Auflage 1978
• Linder: Biologie, Schroedel-Verlag, 22. Auflage 2005