Befruchtung, Vereinigung eines Samenkerns, väterlicher Herkunft, mit einem Eikern, mütterlicher Herkunft, zur Bildung des primären Kerns eines Embryos. Bei allen Organismen besteht das Wesen der Befruchtung in der Verschmelzung des Erbmaterials zweier unterschiedlicher Geschlechtszellen oder Gameten, von denen jede die Hälfte der arttypischen Chromosomenzahl trägt. Die primitivste Form der Befruchtung, die bei Mikroorganismen und Einzellern vorkommt, besteht aus einem Austausch von genetischem Material zwischen zwei Zellen.
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Das erste bedeutende Ereignis bei der Befruchtung ist die Verschmelzung der Membranen der beiden Geschlechtszellen, was zur Bildung eines Kanals führt, der den Durchgang von Material von einer Zelle zur anderen ermöglicht. Bei fortgeschrittenen Pflanzen geht der Befruchtung eine Bestäubung voraus, bei der der Pollen auf die weibliche Gamete oder Makrospore übertragen wird und mit dieser in Kontakt kommt. Bei fortgeschrittenen Tieren folgt der Befruchtung in der Regel die Penetration der Eizelle durch ein einzelnes Spermatozoon. Das Ergebnis der Befruchtung ist eine Zelle (Zygote), die in der Lage ist, eine Zellteilung zu durchlaufen, um ein neues Individuum zu bilden.
Die Verschmelzung zweier Gameten löst mehrere Reaktionen in der Eizelle aus. Eine davon bewirkt eine Veränderung der Eimembran(en), so dass die Anheftung und das Eindringen von mehr als einer Samenzelle nicht erfolgen kann. Bei Arten, bei denen normalerweise mehr als ein Spermatozoon in eine Eizelle eindringt (Polyspermie), verschmilzt nur ein Spermatozoenkern tatsächlich mit dem Eizellkern. Das wichtigste Ergebnis der Befruchtung ist die Aktivierung der Eizelle, die es ihr ermöglicht, eine Zellteilung durchzuführen. Die Aktivierung erfordert jedoch nicht notwendigerweise das Eingreifen eines Spermatozoons; während der Parthenogenese, bei der keine Befruchtung stattfindet, kann die Aktivierung einer Eizelle durch das Eingreifen physikalischer und chemischer Mittel erreicht werden. Wirbellose Tiere wie Blattläuse, Bienen und Rädertiere vermehren sich normalerweise durch Parthenogenese.
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Bei Pflanzen können bestimmte Chemikalien, die von der Eizelle produziert werden, Spermatozoen anziehen. Bei Tieren, mit der möglichen Ausnahme einiger Nesseltiere (Coelenteraten), scheint es wahrscheinlich, dass der Kontakt zwischen Ei und Spermatozoen von zufälligen Kollisionen abhängt. Andererseits üben die gallertartigen Hüllen, die die Eier vieler Tiere umgeben, eine einfangende Wirkung auf die Spermatozoen aus und erhöhen so die Chancen für eine erfolgreiche Spermien-Ei-Interaktion.
Die Eier von marinen Wirbellosen, insbesondere von Stachelhäutern, sind klassische Objekte für das Studium der Befruchtung. Diese transparenten Eier sind wertvoll für Studien zur Beobachtung lebender Zellen und für biochemische und molekulare Untersuchungen, da der Zeitpunkt der Befruchtung genau festgelegt werden kann, die Entwicklung vieler Eier unter geeigneten Bedingungen etwa gleich schnell verläuft und große Mengen der Eier erhältlich sind. Auch die Eier einiger Teleosteer und Amphibien wurden mit günstigen Ergebnissen verwendet.
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