Fortpflanzung
| Übergeordnet |
|---|
| Biologischer Prozess |
| Untergeordnet |
| Geschlechtliche Fortpflanzung Ungeschlechtliche Fortpflanzung Fortpflanzung bei Einzellern/multizellulären Organismen |
| Gene Ontology |
| QuickGO |
Die Fortpflanzung von Lebewesen ist die Reproduktion von genetisch identischen oder sonstwie artgleichen Individuen. Elternorganismen produzieren dabei Nachkommen. Sie stellt sicher, dass Individuen einer neuen Generation entstehen (Nachwuchs, Nachkommenschaft) und gehört zu den Grundeigenschaften lebender Organismen. Fortpflanzung ist oft mit Vermehrung innerhalb der Art verbunden und ist für die Erhaltung der Art notwendig. In den Reichen der Lebewelt gibt es sehr unterschiedliche Formen der Fortpflanzung. Bestimmte grundlegende Vorgänge sind allen gemeinsam.
Aufgrund der verschiedenen Zellarten, aus denen sich Nachkommen entwickeln können, wird unterschieden zwischen geschlechtlicher Fortpflanzung (und zwar eingeschlechtlicher und sexueller Fortpflanzung) einerseits, welche jeweils aus den Geschlechtszellen erfolgt, also aus Zellen, die nicht durch Mitose sondern durch Meiose entstanden sind, und ungeschlechtlicher Fortpflanzung andererseits, die bei vielen Einzellern, manchen Tieren und vor allem bei Pflanzen vorkommt. Bei Pflanzen ist diese Form der Fortpflanzung mit Vermehrung verbunden und wird als vegetative Vermehrung bezeichnet.
Bei der geschlechtlichen Fortpflanzung wird genetisches Material entweder von zwei verschiedengeschlechtlichen Lebewesen der gleichen Art, den Eltern, oder eines einzelnen Lebewesens, bezeichnet als Elter (Parthenogenese), an die Nachkommen weitergegeben, vererbt. Bei geschlechtlicher Fortpflanzung mit Geschlechtszellen zweier verschiedener Arten bezeichnet man die Nachkommen als Hybriden.
Formen
Entwicklungsgeschichte
Die Formen der Fortpflanzung haben sich in der Evolutionsgeschichte entwickelt. Entsprechend dem Grundsatz „Überleben der Geeignetsten“ waren Fortpflanzungsstrategien erfolgreich, die mit einem minimalen Aufwand an Energie einen maximalen Nachwuchserfolg hatten.[1] Die Bedeutung des Energieaufwandes im Fortpflanzungszusammenhang wird oft als Investition bezeichnet. Neben den im Link genannten Ursachen der Entwicklung ergibt sich z. B. die Zweiteilung auch aus Wahrscheinlichkeitsrechnungen: Der maximale Fortpflanzungserfolg ist zu erwarten, wenn die Energiemengen zweigeteilt werden, d. h. wenn die Energie auf wenige Fortpflanzungszellen (Ei – viel/Zelle) und viele Fortpflanzungszellen (Spermien – wenig/Zelle) verteilt wird.
Unabhängig davon bildete sich bei vielen Wirbeltierarten das relativ energieaufwändige Brutpflegeverhalten aus, mit dem eine optimale Entwicklung des Nachwuchses begünstigt wird, so dass dieser ebenfalls zur Geschlechtsreife gelangt und eigene Nachkommen zeugen kann.
Geschlechtliche Fortpflanzung
Eingeschlechtliche Fortpflanzung
Eingeschlechtliche Fortpflanzung nennt man auch Parthenogenese (unisexuelle). Dabei entstehen Nachkommen aus unbefruchteten Eizellen.
Zweigeschlechtliche Fortpflanzung
Zweigeschlechtliche Fortpflanzung wird meist sexuelle Fortpflanzung genannt (bisexuelle), hierbei entwickeln sich die Nachkommen aus haploiden Zellen der beiden Elternteile nach deren Verschmelzung (Gamie).
Sexuelle Fortpflanzung gibt es bei Tieren einschließlich des Menschen, aber auch bei Pflanzen, Pilzen und niederen Lebewesen. Bei dieser Fortpflanzung wird das genetische Material beider Eltern miteinander vermischt. Die sexuelle Fortpflanzung besitzt im Vergleich zur asexuellen Fortpflanzung eine höhere Rate der Anpassung.[2]
Viele Lebewesen, so auch der Mensch, besitzen in all ihren Körperzellen einen doppelten Chromosomensatz, das heißt, dass jedes Chromosom paarweise vorhanden ist, die Zellen sind also diploid. Beim Menschen mit seinen 46 Chromosomen (diploid) besteht der einfache Chromosomensatz (haploid) aus 22 verschiedenen Körperchromosomen (Autosomen) und einem der beiden Geschlechtschromosomen (Gonosomen), insgesamt also aus 23.
Um zu verhindern, dass es als Folge der geschlechtlichen Fortpflanzung zu einer weiteren Verdopplung der schon doppelten Chromosomensätze kommt (siehe auch Polyploidie), muss vor der Befruchtung sichergestellt werden, dass der Chromosomensatz zunächst halbiert wird, indem in den Eierstöcken und Hoden aus diploiden Zellen durch eine besondere Art von Teilungsvorgang haploide Zellen hervorgehen. Dieser Vorgang ist die Meiose (Reduktionsteilung). Dadurch haben die Eizelle und die Spermien jeweils nur einen einfachen Chromosomensatz, sind also haploid.
Diese haploiden Gameten (beim Menschen Eizelle und Spermium) verschmelzen miteinander und bilden dadurch die diploide Zygote. Diese kann sich nun durch normale Zellteilungen, Mitosen, zum Embryo entwickeln (Embryogenese). Dieser entwickelt sich durch eine unbegrenzte Zahl weiterer normaler Zellteilungen bis zum erwachsenen Tier oder Menschen.
Ungeschlechtliche Fortpflanzung
Bei der ungeschlechtlichen Fortpflanzung entwickeln sich die Nachkommen nicht aus vormals haploiden Keimzellen, sondern durch Zellteilung oder Knospung. Bei der Zellteilung wird eine Elternzelle in zwei identische Tochterzellen aufgeteilt (z.B. bei Bakterien). Bei der Knospung schnürt eine Mutterzelle einen oder mehrere Sprösslinge ab. Die Sprösslinge erreichen erst nach einiger Zeit Aussehen und Größe der Mutterzelle. In einem zweistufigen Prozess können sich aus zerbrochenen Körperteilen einiger Tierarten komplette Individuen bilden (z.B. bei der Seesterngattung Linckia[3]).
Sonderfall Pilze
Viele Pilze können sich geschlechtlich sowie ungeschlechtlich vermehren. Einige Arten vermehren sich allerdings nur geschlechtlich oder ungeschlechtlich.
Siehe auch
Literatur
- Neil A. Campbell et al. (2009): Campbell Biologie. Pearson Studium; 8. aktualisierte Auflage. ISBN 978-3827372871
- Günter Vogel & Hartmut Angermann (1994): dtv-Atlas zur Biologie, Tafeln und Texte. Band 1. Deutscher Taschenbuch Verlag; 8. Auflage. ISBN 342-3032219
Weblinks
- Gastropod Reproductive Behavior auf Scholarpedia
- Lecture Evolutionary Reproductive Biology Videoaufzeichnungen einer Vorlesung. Von TIMMS, Tübinger Internet Multimedia Server.
Einzelnachweise
- ↑ Dietrich Klusmann: Die Natur der Geschlechter, Vortrag am 26. September 2003, Deutsche Gesellschaft für Sexualforschung, abgerufen am 10. Juli 2013.
- ↑ Michael J. McDonald, Daniel P. Rice, Michael M. Desai: Sex speeds adaptation by altering the dynamics of molecular evolution. In: Nature. 2016, doi:10.1038/nature17143.
- ↑ Charles Howard Edmondson: Autotomy and regeneration in Hawaiian Starfishes. Bernice P. Bishop Museum, abgerufen am 29. November 2016.