Geschlechtliche Fortpflanzung

Die geschlechtliche Fortpflanzung oder einfacher Fortpflanzung erfolgt über zwei Keimzellen (Geschlechtszellen), die miteinander zu einer Zygote verschmelzen. Dabei sind in der Regel zwei verschiedene Keimzelltypen (männliche und weibliche) beteiligt. Die Keimzellen müssen sich jedoch nicht bei allen Arten auch äußerlich unterscheiden.

Eine Zunahme der Individuenanzahl, ist mit der Fortpflanzung nicht zwingend verbunden. Man grenzt die Fortpflanzung streng von der Vermehrung ab. Vermehrung heißt Zunahme der Individuenanzahl ohne geschlechtliche Vorgänge (ohne Beteiligung von Keimzellen).

Viele Arten, die sich geschlechtlich Fortpflanzen, können sich zusätzlich auch ungeschlechtlich vermehren. Einige höhere Lebewesen haben die Fähigkeit zur geschlechtlichen Fortpflanzung verloren.

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Typen der geschlechtlichen Fortpflanzung

• Stammen die beiden Geschlechtszellen, die zur Zygote verschmelzen von unterschiedlichen Individuen, so spricht man von Xenogamie oder Fremdbefruchtung.
• Stammen die beiden Geschlechtszellen, die zur Zygote verschmelzen vom selben Individuum, so spricht man von Autogamie oder Selbstbefruchtung.

Außerdem kann auch nach der Art der beteiligten Geschlechtszellen typisiert werden, diese Typen sind im Artikel Gameten beschrieben.

Rolle im Zellzyklus

Im Zellzyklus folgen die drei für die Fortpflanzung wichtigen Stadien in der folgenden Reihenfolge aufeinander:

• (1) Verschmelzung von zwei haploiden Gameten zur einer diploiden Zelle mit zwei Zellkernen. (Plasmogamie)
  • (A) nach der Plasmogamie und vor der Karyogamie, können weitere Mitosen stattfinden (diploid)
• (2) Verschmelzung der beiden Gameten-Zellkerne (Karyogamie), es entsteht eine diploide Zygote.
  • (B) nach der Bildung der Zygote und vor der Meiose, können u.u. weitere Mitosen stattfinden (diploid)
• (3) Eine diploide Zygote führt Meiose (Reduktionsteilung) durch. Dabei entstehen haploide Geschlechtszellen (Gameten).
  • (C) nach der Meiose und vor der Bildung von Gameten, können u.u. weitere Mitosen stattfinden (haploid)

Bei verschiedenen Lebewesen können, je nach Art und Generationswechsel, zwischen den drei Hauptpunkten dieses Zyklus an bestimmten Stellen Mitosen dazwischengeschaltet sein. So dass sich entweder die Anzahl der Einzelzellen vermehrt, oder ein mehrzelliger Organismus entsteht. Die Kernphase ist diploid, wenn nach der Verschmelzung der Gameten und vor der Meiose, Mitosen erfolgen. Die Kernphase von Zellen die mitotisch, nach der Meiose und vor der Verschmelzung der Gameten entstehen, ist haploid.

• Flagellaten haben in der Phase (C) viele Mitosen zwischengeschaltet (Haplonten)
• Schlauchpilze haben in der Phase (C) und (A) viele Mitosen zwischengeschaltet. (Diplohaplont mit Dikaryophase)
• Wirbeltiere haben in der Phase (B) Mitosen zwischengeschaltet. (Diplonten)
• Gefäßpflanzen haben in der Phase (B) und (C) Mitosen zwischengeschaltet. (Diplhaplonten)

Vorteile

Da die Aufteilung der Chromosomen bei der Meiose zufällig geschieht, werden bei der geschlechtlichen Fortpflanzung die Gene der Eltern an die Nachkommen vermischt weitergegeben. Dadurch ergibt sich eine Vielzahl von Genkombinationen in den Nachkommen, die im Sinne der Evolutionstheorie neu angepasste Individuen sein können.

Die Mehrzahl der Tier- und Pflanzenarten pflanzt sich geschlechtlich fort. Als evolutionärer Vorteil der geschlechtlichen Fortpflanzung (im Vergleich zur ungeschlechtlichen Vermehrung) wird die hohe Anzahl der Kombinationsmöglichkeiten elterlicher Gene in den Nachkommen angesehen. Daneben ist es von Vorteil, dass jedes Individuum zwei Gene desselben Typs (Allele) trägt, so dass eine nachteilige Mutation in einem Gen für das Individuum nicht immer zum Tragen kommen muss, da die Chance besteht, dass die Funktion durch das andere Gen ersetzt wird. Die Trisomien beim Menschen deuten allerdings an, dass dieses nicht immer mit Vorteilen verbunden sein muss.

Der von Populationsgenetikern Muller's ratchet genannte Mechanismus verhindert die Senkung der Anzahl schädlicher Mutationen (bei asexuell fortpflanzenden Organismen). Sexuelle Fortpflanzung und Rekombination des Erbguts machen Muller's ratchet zunichte.

Nachteile

Ungeschlechtliche Vermehrung und Selbstbefruchtung haben dagegen den Vorteil, dass sie auch bei sehr geringen Populationsdichten funktionieren. Wenn fremde Gameten fehlen (fehlende Bestäubung, geringe Populationsdichte) wechseln daher manche Tier- und Pflanzenarten zu diesen Vermehrungsarten.

Bei der geschlechtlichen Fortpflanzung besteht (außer bei einigen Zwittern) die Notwendigkeit, dass zwei Individuen unterschiedlichen Geschlechts zusammentreffen.

Wenn die Dichte einer Population unter eine bestimmte Grenze fällt, besteht bei Arten, die sich obligatorisch durch Xenogamie (Fremdbefruchtung) vermehren, die Gefahr des Aussterbens der Art.

Siehe auch

• Sexuelle Selektion
• Generative Vermehrung: sexuelle Fortpflanzung bei Pflanzen