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10. Klasse

Entwicklungsbiologie

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Von der Bildung der Eizelle zur Befruchtung

Bildung und Bau der Eizellen: Die Eier der Säugetiere haben einen langen Bildungsprozess. Die Ur-Eizellen oder Oogonien des weiblichen Embryos teilen sich und bilden am Ende des 3. Monats Zellhaufen. Einige von ihnen differenzieren sich zu den bedeutend größeren Oocyten, die in die Prophase der 1. Reifeteilung eintreten. Sie bleiben bis zur Pubertät in diesem Zustand der nicht vollendeten Prophase liegen. Dabei sind sie von einer Schicht einfacher Epithelzellen umgeben, mit denen zusammen sie als Primärfollikel bezeichnet werden.

Die Zahl der Oocyten zurzeit der Geburt wird auf 700.000 bis 2 Millionen geschätzt, zu Beginn der Pubertät dürften dann nur noch 40.000 Primärfollikel vorhanden sein. Das reicht aber aus, wenn man bedenkt, dass von der Frau während der Geschlechtsreife höchstens 450 zu reifen Eiern ausgebildet werden.

Mit jedem Ovarialzyklus beginnt nun eine Reihe von Primärfollikeln zu reifen. Die primäre Oocyte wird größer. Die Follikelzellen nehmen kubische Gestalt an und bilden um die Oocyte eine aus Glykoproteiden bestehende extrazelluläre Schicht. Das Follikelepithel nimmt durch Teilung an Zellen zu. Diese ordnen sich in mehreren Schichten um die Oocyte (Sekundärfollikel), bis in der dicken Zellschicht Spalträume entstehen. Diese fließen zur Follikelhöhle zusammen, die mit Follikelflüssigkeit erfüllt wird.

Der entstehende Tertiär- (Graaf-) Follikel kann einen Durchmesser bis zu 15 mm erreichen, während die von einer mehrschichtigen Zellage umgebenen Eizelle nur etwa 150 µm groß ist.

Inzwischen hat die Oocyte ihre erste Reifeteilung beendet und ein Polkörperchen abgeschnürt. Die sekundäre Oocyte beginnt mit der zweiten Reifeteilung gerade zum Zeitpunkt der Ovulation (Eisprung). Erst mit der Befruchtung wird die zweite Reifeteilung beendet.

Während sich in einem weiblichen Fetus im fünften Schwangerschaftsmonat noch etwa sieben Millionen Ur-Eizellen (Oocyten) nachweisen lassen, vermindert sich diese Zahl allmählich. Ein neugeborenes Mädchen besitzt noch etwa eine Million Ur-Eizellen, von denen im Alter von sieben Jahren noch etwa 300.000 vorhanden sind. 

Im Alter von 11 bis 13 Jahren setzt die erste Regelblutung ein (Menarche). Sie ist der Beginn der weiblichen Fortpflanzungsfähigkeit. Sie endet mit den Wechseljahren (Menopause) im Alter von etwa 50 Jahren. 

Vor dem Eisprung bildet sich der fast reife Follikel in einen sprungreifen Follikel um, er vergrößert sich dabei auf ein 15-20 mm großes Gebilde. Diese wölbt die Außenfläche des Eierstocks vor. In der Flüssigkeit des Follikels befinden sich Enzyme, die das Netz aus elastischen Fasern in der Außenwand des Eierstocks regelrecht andauen. Dadurch verringert sich die Reißfestigkeit dieser Außenwand. Der Follikel nimmt Flüssigkeit auf, dadurch erhöht sich sein Innendruck. Gleichzeitig kommt es zu einer Blutüberfüllung des Eierstocks. Beim Eisprung reißt die verdünnte Eierstockwand auf, die Eizelle mit den sie umgebenden 3000 bis 4000 Follikelwandzellen wird zusammen mit der Follikelflüssigkeit entleert und von dem Trichter des Eileiters aufgefangen. In der Wand des Eierstocks entsteht ein Loch von Stecknadelkopfgröße. Es wird anschließend durch einen Fibrinpfropf geschlossen. Die Eizelle kann sich, im Gegensatz zu den Spermien, nicht selbst fortbewegen. Die Flimmerhärchen im Eileiter und Kontraktionswellen der Eileitermuskulatur erzeugen einen Flüssigkeitsstrom, der das Ei in Richtung Gebärmutter transportiert.
Die Eizelle ist nach dem Eisprung nur vier bis sechs Stunden lang befruchtungsfähig und befindet sich noch im oberen Teil des Eileiters. Damit eine Befruchtung stattfinden kann, müssen sie die Spermien innerhalb dieser Zeit dort erreichen. Dabei kann nur ein einziges Spermium mit seinem Kopf in die Eizelle eindringen. Danach wird die Hülle der Eizelle für weitere Spermien undurchdringbar. Auch das Mittelstück und der Schwanz des eingedrungen Spermiums bleiben außerhalb. Der Zellkern im Spermienkopf quillt im Plasma des Eies auf und vereinigt sich mit dem Zellkern der Eizelle. Der so entstandene neue Zellkern enthält nun die Erbanlagen aus dem Spermium des Vaters und aus der Eizelle der Mutter. Diese befruchtete Eizelle nennt man Zygote

Das Wesen der geschlechtlichen Fortpflanzung ist darin zu sehen, dass zwei geschlechtlich differenzierte Zellen durch den Befruchtungsprozess zu einem neuem Zellindividuum, einer Zygote, verschmelzen. Die Zygote kann bei den Einzellern selbst die nächste Generation repräsentieren oder bei den Vielzellern durch Zellteilungen zum neuen vielzelligen Organismus heranwachsen. Gegenüber der ungeschlechtlichen bietet die geschlechtliche den Vorteil, dass durch den Befruchtungsprozess im Verlauf der Generationen eine ständige Umkombinierung elterlicher Erbanlagen gewährleistet ist. Es können damit auftretende Schädigungen des Erbgutes kompensiert (ausgeglichen) werden und durch die resultierende Variabilität der Nachkommen bessere Voraussetzungen für die Anpassung der Organismenart an ihre jeweilige Umwelt und damit zugleich Möglichkeiten für die Evolution geschaffen werden.


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