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Lernziele
In diesem Modul werden folgende Kenntnisse vermittelt:
- Ursprung und Wanderung der Keimzellen-Keimbahn
- Anlage der männlichen Gonaden
- Anlage der weiblichen Gonaden
- Spermatogenese
- Oogenese
Vorausgesetzter Stoff
- Allgemeine Zytologie
- Mitose
- Meiose
Problemkreise
- Warum müssen die Gameten haploid sein?
- Wie wird die Haploidie erreicht?
- Wann werden Gameten produziert?
- Wie lassen sich die enormen Grössenunterschiede zwischen weiblichen und männlichen Gameten erklären?
- Worin liegt die Bedeutung der Keimbahn?
Einführung
Reife Keimzellen werden auch Gameten genannt. Es gibt männliche Gameten, Spermatozoen (Spermien) und weibliche Gameten, die Oozyten (Eizellen). Durch Verschmelzung der Gameten bei der Befruchtung entsteht die Zygote, die erste Zelle eines neuen Individuums. Damit auch in ihr die normale Anzahl von 46 Chromosomen vorhanden ist, befindet sich in jeder der Gameten jeweils nur die halbe Anzahl, also 23 Chromosomen. Die Reduktion der Anzahl Chromosomen und die Rekombination der Erbinformation sind Vorgänge, die beide in der Meiose stattfinden. Dies ist eine spezielle Form der Zellteilung, die nur in der Gametogenese vorkommt.
Die männlichen Gameten werden in den Hoden ab der Pubertät kontinuierlich und lebenslang in grosser Zahl produziert. In einem Ejakulat finden sich mehrere Millionen Spermien.
Die weiblichen Gameten hingegen, die Oozyten, werden bereits in der Embryonal- und Fetalperiode angelegt und sind schon bei der Geburt eines Mädchens in einer bestimmten Anzahl (1-2 Mio.) in beiden Ovarien vorhanden. Die Zahl der Eizellen reduziert sich kontinuierlich bis zur Menopause. In der fruchtbaren Zeit im Leben einer Frau, von der Menarche bis zur Menopause, können etwa 400 Eizellen (ca.13 Zyklen x 30 Jahre) zum Eisprung gelangen. Verantwortlich dafür ist eine zyklisch verlaufende hormonelle Steuerung der Eireifung.
Reife Keimzellen und ihre direkten Vorläufer sind spezielle Zellen. Sie entstammen den Urkeimzellen, die zuerst in das extraembryonale Nabelbläschen auswandern (Stadium 11) und erst nach einer gewissen Zeit zurückkehren (Stadium 14) und sich entwickeln.
Diese Urkeimzellen lassen sich schon in der zweiten Woche eines Embryos nachweisen, zu einem Zeitpunkt, in dem das Geschlecht des Embryos zwar chromosomal feststeht, die entsprechenden Anlagen des jeweiligen Geschlechts allerdings noch nicht vorhanden sind.
Nach einer ausgedehnten Wanderung erreichen die Urkeimzellen in der sechsten Woche die vorerst primitive und geschlechtlich indifferente Gonadenanlage (Genitalleiste). Erst durch dieses Einwandern der Urkeimzellen kann sich die Gonadenanlage weiter und später geschlechtsspezifisch entwickeln.
Die von den übrigen Körperzellen getrennt verlaufende Entwicklung und Wanderung der (Ur-)Keimzellen.