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Fortpflanzung am Beispiel der Protozoen

Die Fortpflanzung bezeichnet die Weitergabe von genetischen informationen an eine neue Generation.
Jede Form von Leben betreibt Fortpflanzung, es handelt sich also um ein grundlegendes Merkmal des Lebens.
Unterschieden wird dabei zwischen 2 Arten der Fortpflanzung. Zwischen ungeschlechtlicher, also asexueller(vegetativer) Fortpflanzung und geschlechtlicher, also sexueller Fortpflanzung.

Ziele der Fortpflanzung

Asexuelle Fortpflanzung sichert bei Protozoen die Nachkommenschaft und dadurch das Überleben der Art durch Vermehrung der Individuenzahl, also Zellzahl.
Sexuelle Fortpflanzung dient vor allem bei Organismen ohne asexuelle Fortpflanzung ebenfalls dem Sichern der Nachkommenschaft. Das wichtigste weitere Ziel ist dabei die Sicherstellung einer möglichst hohen genetischen Variabilität, welche eine Voraussetzung für die Evolution des Lebens ist. Sie sichert damit die Anpassungsfähigkeit einer Art an sich verändernde Lebensumstände und Umweltbedingungen.

Bei der asexuellen Fortpflanzung bezeichnet man die sich Fortpflanzenden Zellen als Agamonten.
Bei der sexuellen Fortpflanzung werden die Zellen, welche die Fortpflanzung bezreiben Gamonten genannt.

Asexuelle Fortpflanzung

Protozoen, die sich asexuell fortpflanzen sind potentiell unsterblich. Das heißt sie unterliegen keinem Alterungsprozess wie wir Menschen und alle anderen „höheren“ Lebensformen.
Asexuelle Fortpflanzung wird meist durch Zweiteilung der Zelle betrieben, es gibt jedoch auch Organismen, die eine Vielteilung machen.

Bei der Zweiteilung unterscheidet man dabei verschiedene Formen der Zweiteilung. Zu diesen Formen zählen:

-Längsteilung
-ohne feste Teilungsachse(Amoebe)
-mit Polarität vorgegebenedurch Beschalung
-Querteilung
-Knospung
-Schrägteilung

Im Fall von Vielfachteilung bilden sich zunächst mehrere Zellkerne und bilden eine vielkernige Zelle. Diese zerfällt nun in viele Einzelzellen.
Hier lässt sich auch gut beobachten, dass zwischen Kernteilung(Mitose, Karyokinese) und Zellteilung(Cytokinese) unterschieden werden muss.

Der Zellzyklus

Unter dem Zellzyklus versteht man das aufeinanderfolgen von Mitose und Interphase.
In der DNA-Synthesephase, der S-Phase der Interphase, wird die DNA-Menge durch Replikation verdoppelt.
Das heißt vor einer Mitose besitzen diploide Zellen einen doppelten Chromosomensatz sowie einen doppelten DNA-Gehalt. Das heißt wiederum jedes Chromosom besteht dann aus 2 Schwester-Chromatiden.
Durch die Trennung dieser beiden Schwester-Chromatiden in der Mitose weisen die neu gebildeten Zellkerne wieder jeweils die Kernphase 2n und einen einfachen DNA-Gehalt auf.

Die Mitose


Die Mitose
Foto: Mysid
Lizenz: public domain, da es eine Arbeit der US Regierung ist

Die Originaldatei ist hier zu finden.


Die Schritte der Mitose umfassen:

-Kondensation der Chromosomen
Auflösung der Kernmembran
Organisation einer Kernspindel an den Centriolen
-Anordnung der Chromosomen in der Äquatorialplatte
-Trennung der beiden Chromatiden eines Chromosoms
-Ausbildung einer neuen Kernhülle um die getrennten Chromosomensätze

Mitosetypen

Auch bei der Mitose gibt es verschiedene Möglichkeiten wie sie durchgeführt wird. Ein Beispiel hierfür wäre die Ausprägung der Kernspindel oder die Organisation der Kernmembran.
Als Beispiel, die Kernspindel kann innerhalb des Zellkerns und außerhalb orientiert sein.

Zusammenfassung asexuelle Fortpflanzung

-Asexuelle Fortpflanzung erfolgt durch Mitose und Cytokinese.
-In einzelnen Fällen unterbleibt die Cytokinese und es entstehen vielkernige Zellen.
-Diese können durch Vielteilung in einkernige Zellen zerfallen.
-Asexuelle Fortpflanzung hat typischerweise die Vermehrung der Zellzahl zum Ziel.
-Durch Mitose entstandene Zellen sind bezüglich ihrer Chromosomenzahl (Kernphase = 2n, bedeutet diploid) und dem Typ der Chromosomen mit der Elternzelle identisch.

Sexuelle Fortpflanzung

Bei der sexuellen Fortpflanzung unterscheidet man 3 verschiedene Formen.

1.Gametogamie, das heißt die Vereinigung(Kopulation) mehr oder weniger frei beweglicher Geschlechtszellen zu einer Zygote.
Hierbei handelt es sich auch um die im Tierreich allgemein verbreitete Methode.

Je nachdem welche Gestalt und Größenverhältnisse die Gameten dabei haben unterscheidet man verschiedene Formen der Gametogamie.

-Isogamie: Die Geschlechtszellen sind gleich groß und beide begeißelt.

-Anisogamie: Die Geschlechtszellen sind weiterhin beide begeißelt, jedoch ist die eine Geschlechtszelle deutlich größer als die andere.

-Oogametie: Bei den Geschlechtszellen handelt es sich um ein kleines begeißeltes Spermium und eine große Eizelle ohne Geißel.

2.Autogamie, das heißt Selbstbefruchtung und damit das Verschmelzen von Gameten oder Kernen ein und derselben Zelle bzw. ein und desselben Individuums vereinigen sich.

3.Gamontogamie, das heißt entweder, Möglichkeit a, dass die Gamonten sich zusammen lagern und eine Zyste bilden ohne zu verschmelzen. Diese Gamonten bilden in der Cyste Mikro- und Makrogameten die anschließend Zygoten bilden.
Oder es heißt, Möglichkeit b, dass die Gamonten zeitweilig verschmelzen, wie bei der Konjugation von Ciliophora.

Der Kernphasenwechsel

Bei sexueller Fortpflanzung, die zu einer diploiden Zygote führt, erfordert, dass die sich vereinigenden Gameten einen halbierten(haploiden) Chromosomensatz besitzen.
Dieser Kernphasenwechsel von 2n nach 1n wird duch eine zweistufigen Reduktionsteilung erreicht, der Meiose.

In der ersten Phase der Meiose werden die homologen Chromosomen getrennt(2n zu n). (Meiose I = erste Reifeteilung = Reduktionsteilung)

In der zweiten Phase werden die Chromatiden getrennt. (Meiose II = zweite Reifeteilung = Äquationsteilung)

bei Protozoen

Bei Protozoen unterscheidet man wegen des Kernphasenwechsels verschiedene Formen der Protozoen nach Ausprägung der diploiden und haploiden Form.
1.Haplonten mit haploidem Chromosomensatz, bei denen nur die Zygote diploid ist(z.B.Apicomplexa).
2.Diplonten mit diploidem Chromosomensatz(z.B. bei Ciliophora und allen Metazoen)
3.Formen mit heterophasischem Generationswechsel, also wechselnder Kernphase mit 2n und 1n Generationen, welche aufeinander folgen(nur bei Foraminifera)

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