Befruchtung und Embryonalentwicklung

Befruchtung und Embryonalentwicklung
Befruchtung:
Man versteht darunter Die Verschmelzung von zwei haploiden (= mit einfachem
Chromosomensatz ausgestatteten) Zellen. Solche Zellen werden auch als Keimzellen
oder Geschlechtszellen bezeichnet. Das Verschmelzungsprodukt ist eine Zygote, die
dann wiederum die doppelte Erbinformation beinhaltet, nämlich eine von der mütterlichen Eizelle und die zweite von der väterlichen Samenzelle.
Grundbauplan der menschlichen Keimzellen:
Samenzelle:
•
•
•
Eizelle:
Kopfteil (enthält u. a.
das genetische Material  haploide Information)
Mittelstück mit zahlreichen Mitochondrien zur Energiebereitstellung
Schwanzteil mit typischem Geißelquerschnitt aus 9 + 2
Doppelfibrillen
Samenzelle wird durch Lockstoffe (Fertilisine) von der Eizelle angelockt (positive
Chemotaxis)  Enzyme des Akrosoms verflüssigen die Gallerthülle  Akrosom
schleudert das Akrosomfilament in die Eizellenmembran  Rindengranula verändern ihre Struktur und bauen eine für andere Spermien undurchdringbare Befruchtungsmebran auf  Kortikalreaktion (breitet sich in ca. 20 – 60 sec über die ganze
Eizelle aus!)
Anschließend wird der Schwanzteil der Samenzelle abgestoßen  Zellkern wandert
in die Eizelle  Kernmembranen lösen sich auf  Beginn der ersten Zellteilung 
anschließend erste Furchung.
Embryonalentwicklung (stark vereinfacht)
Die hier dargestellten Entwicklungsvorgänge sind nicht mit wissenschaftlicher
Korrektheit dargestellt.
Es wir eine Mischung von Entwicklungsvorgängen verschiedener Wirbeltierklassen beschrieben. Der Grund dafür liegt in der Komplexität der tatsächlichen Geschehnisse, die meiner Meinung nach das räumliche Vorstellungsvermögen der meisten Lernenden überfordert.
Die von mir gewagten Vereinfachungen bzw. Überschneidungen machen
die grundsätzliche Entstehung der drei Keimblätter bzw. der sich daraus entwickelnden Organe leichter nachvollziehbar:
1) Furchungsstadium durch eine dauernde Abfolge von Mitosen  Morulabildung (Maulbeerstadium)  Blastulabildung (Blasenkeimbildung) mit Blastocoel (ein entstehender zentraler Hohlraum = primäre Leibeshöhle).
2) Keimblattbildung + Gastrulation es differenzieren sich drei unterschiedlich
gefärbte Regionen:
a) animale Zone
b) vegetative Zone
c) Randzone
d) Durch unterschiedliche Teilungsaktivitäten werden die Zellen der vegetativen Zone nach innen gedrückt  Gastrula
e) Der Urmund wird bei einigen Tieren später tatsächlich zur Mundöffnung, bei anderen, z.B. beim Menschen, wir er zur Afteröffnung und
die Mundöffnung entsteht aus einer sekundär entstehenden Öffnung
auf der Gegenseite.
3) Aufbau der einfachsten Organanlagen
Durch intensive Teilung schiebt sich das Mesoderm zwischen Ektoderm und
Entoderm
4) Neurulation und Organbildung
Der bisher kugelförmige Keim streckt sich in die Länge. Auf der Rückenseite beginnt das Ektoderm mit einer Einfaltung. Dies ist die Anlage für das ZNS, das
Neuralrohr:
Anschließend differenziert sich ein in Längsrichtung verlaufendes Stützrohr aus dem
Mesoderm. Dieses gilt als Vorstufe der Wirbelsäule und bleibt beim unmittelbaren
Vorläufer der Wirbeltiere, dem Lanzettfischchen als Chorda dorsalis zeitlebens erhalten.
Durch Differenzierung des Mesoderms entsteht anschließend die sekundäre Leibeshöhle, das Cölom. In dieser kommt der Großteil der inneren Organe zu liegen.
Die Embryonalentwicklung ist auch durch die Ausbildung zweier Schutzhüllen um
den Embryo gekennzeichnet  Embryonalhüllen
Entstehung der Embryonalhüllen:
Nach der Neurulation wird die gesamte Dottermasse der Eizelle umwachsen  Dottersack:
Durch Auffaltungen der Dottersackwand entsteht eine doppelte Hülle um den Embryo:
• Innere Hüllschicht  Amnion
• Äußere Hüllschicht  Chorion
Die Amnionhöhle wird von Amnionzellen mit Flüssigkeit gefüllt  Fruchtwasser
Eine zusätzliche, entodermale Aussackung des Embryos. der Harnsack, stellt eine
Verbindung zw. Embryo und Chorion her. An der Kontaktstelle zwischen Harnsack
und Chorion beginnt sich die Gebärmutterschleimhaut kräftig zu entwickeln und
baut ein Ver- und Entsorgungssystem für den Embryo auf, den Mutterkuchen (Plazenta).
Der Leitung der Stoffe (Nährstoffe, O2, Schadstoffe) erfolgt über die Nabelschnur,
welche sich aus Dottersack und Harnsack entwickelt.
Die Embryonalhüllen sind zwischen der 3. und 4. Schwangerschaftswoche ausgebildet
Nach dem 3. Schwangerschaftsmonat ist die Anlage aller Organsysteme und des
äußerem Baues abgeschlossen. Länge das Embryos ca. 9 cm. In der verbleibenden
Zeit der Schwangerschaft erfolgt hauptsächlich Wachstum.
 Amnionpunktion
Das ist eine Methode um in einem relativ frühen Embryonalstadium eine Aussage über den Gesundheitszustand des Embryos machen zu
können:
Mit einer Hohlnadel wird durch die Bauchdecke, die Gebärmutter und
die beiden Embryonalhüllen gestochen und das dahinter liegende
Fruchtwasser abgesaugt (ca. 10 ml). Im Fruchtwasser befinden sich
immer auch embryonale Zellen, die dann gewonnen werden können
und eine Diagnose in Hinblick auf genetische Veränderungen des Embryos zulassen.
Die zudem im Fruchtwasser gefundenen Stoffwechselendprodukte des
Embryos lassen auch auf eventuell vorliegende Stoffwechselkrankheiten schließen.
 Chorionbiopsie
Eine ähnliche Vorgangsweise, nur wird hier Gewebe aus dem Chorion
entnommen, das ebenfalls mit den Zellen des Embryos identisch ist. Es
muss also nicht auch das Amnion durchstochen werden, woraus sich
eine erheblich niedrigeres Risiko ergibt, dass der Embryo durch die Untersuchung zu Schaden kommen könnte.