2.1 Meiose – die Kernteilung für die Bildung der Geschlechtszellen
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Sexualität, Fortpflanzung und Entwicklung 2.1 Meiose – die Kernteilung für die Bildung der Geschlechtszellen Erste Reifeteilung Die Vorrausetzung dafür, dass sich Lebewesen geschlecht­ lich fortpflanzen können, ist die Bildung von Geschlechts­ zellen. Doch für deren Bildung reicht eine einfache Zell­ teilung – eine Mitose – nicht aus. Im Folgenden wird am Beispiel des Menschen erklärt, warum. Interphase In den menschlichen Körperzellen befinden sich 46 Chromosomen. Jeweils zwei davon sind sich in Größe und Form ähnlich. Eines davon stammt aus dem väterlichen, das an­ dere aus dem mütterlichen Erbgut, die beiden Chromoso­ men entsprechen einander (homologe Chromosomen). Daher wird der Chromosomensatz der Zelle als diploid, also doppelt, bezeichnet. Jedes Chromosom besteht zudem aus zwei identischen Teilen, den Schwesterchromatiden. Prophase 1 Die menschlichen Geschlechtszellen sind haploid, das heißt, sie haben nur einen einfachen Chromosomensatz mit 23 Chromosomen. Bei der geschlechtlichen Fortpflanzung ver­ schmelzen Eizelle und Spermium zu einer Zygote. Die Chro­ mosomensätze der beiden Geschlechtszellen werden dabei vereint. Jedes Chromosom liegt daher nach der Verschmel­ zung in der Zygote doppelt vor – eines stammt vom Vater, eines von der Mutter. Bei der Bildung von Geschlechtszellen muss die Zahl der Chromosomen halbiert werden, damit die Geschlechtszellen haploid sind. Ansonsten würde sich die Zahl der Chromosomen von Generation zu Generation immer verdoppeln. Deswegen ist bei der Bildung der Ge­ schlechtszellen der Vorgang der Mitose nicht ausreichend. Es muss eine Meiose (Reduktionsteilung), eine besondere Form der Kernteilung, stattfinden. Metaphase 1 Anaphase 1 Telophase 1 Zweite Reifeteilung Prophase 2 Die Meiose wird in zwei Teilungsschritte unterteilt: die 1. Reifeteilung und die 2. Reifeteilung (Abb. 18). 1. Reifeteilung Prophase 1: Das in der Interphase entspiralisierte Chroma­ tin wird in der Prophase verdichtet, Chromosomen werden sichtbar. Zeitgleich wird ein Spindelapparat gebildet. Metaphase 1: Die homologen Chromosomen legen sich in der Zelle parallel zueinander. Im Mikroskop ist diese Paarung gut zu erkennen. Man sieht die vier Chromatiden der jewei­ ligen homologen Chromosomen, die sich in der Äquato­ rialebene der Zelle anordnen. Anaphase 1: Die Spindelfasern trennen die homologen Chromosomen. Sie ziehen eines der beiden homologen Chromosomen zum einen, das andere zum gegenüberlie­ genden Pol. Es ist Zufall, in welche der beiden Zellhälften das väterliche bzw. mütterliche Chromosom gezogen wird. Metaphase 2 Anaphase 2 Telophase 2 t 56 1 8. Schematische Darstellung der einzelnen Meiose-Stadien (rechts) und licht­ mikroskopische Aufnahmen von einigen Meiose-Stadien in Pollenmutterzellen einer Königslilie (links)
