Zygote: Definition und Entwicklung

Eine Fortpflanzung vieler Lebewesen ist nur durch die Vereinigung zweier Zellen möglich. Dabei entsteht die Zygote, um die sich der nachfolgende Artikel dreht. Die Entwicklung beim Menschen steht dabei im Vordergrund, aber auch auf die Pflanzen wird ein Blick geworfen.

Zygote – Definition

Die Zygote (griechisch zygotos = zusammengebunden) beschreibt eine diploide (2n) Zelle, die aus der Verschmelzung einer Eizelle (Oozyte) und eines Spermiums hervorgeht, die beide einen haploiden (n) Chromosomensatz aufweisen. Diese Verschmelzung ist Teil der geschlechtlichen Fortpflanzung und als Befruchtung bekannt.

Zygote – Hintergrund

Die Grundlagen der Entstehung der Zygote sind schnell erklärt. Viele Eukaryoten nutzen die geschlechtliche Fortpflanzung, bei der eine weibliche Keimzelle, beim Menschen die Eizelle, mit einer männlichen, dem Spermium, verschmilzt. Eine Keimzelle enthält jeweils 23 Chromosomen, was einem haploiden Chromosomensatz (n) entspricht. Bei der Vereinigung beider Zellen entsteht dadurch ein diploider Chromosomensatz (2n) mit 46 Chromosomen, wie er bei Körperzellen vorkommt.

Durch den doppelten Chromosomensatz ist es der Zelle möglich, sich zu teilen und die Chromosomen auf zwei Tochterzellen zu verteilen. Dieser Vorgang wird Mitose genannt. Nicht nur die Zellen selbst verschmelzen miteinander, sondern auch die Zellkerne, was als Karyogamie bezeichnet wird.

Die Befruchtung beim Menschen findet in der Tuba uterina (Eileiter) statt. Die reife Eizelle wird vom Ovar in den Eileiter freigesetzt. Dort ist sie für einige Stunden befruchtbar. Gelingt es einem Spermium sich mit ihr zu vereinigen, wandert die befruchtete Eizelle (Zygote) weiter im Eileiter in Richtung des Uterus. Am Ende der Befruchtung steht demnach die Zygote, welche die Erbinformationen der Mutter und des Vaters enthält und sich durch Zellteilung zum Embryo und schließlich zum Fötus entwickeln kann.

Zygote – Weitere Entwicklung

Nach der Befruchtung durchläuft die Zygote eine bestimmte, definierte Reihenfolge der Entwicklung. Diese ist bei allen Säugetieren gleich, so auch beim Menschen. Direkt nach der Vorkernverschmelzung, die den letzten Schritt der Befruchtung darstellt, durchläuft die Zygote die erste Furchungsteilung. Dafür vollzieht sie mehrere schnelle Zellteilungen (Mitosen), wobei aber kein neues Zellmaterial gebildet wird. Dadurch bleibt die Zellmasse gleich, aber die Zellanzahl steigt und die Zellen sind dadurch kleiner.

Diese Furchungsteilungen führen im ersten Schritt zum Zwei-Zell-Stadium, wo zwei gleichgroße Blastomere vorliegen. Das sind einzelne Zellen, die durch Teilung entstanden sind. Diesem Stadium folgen weitere Furchungsteilungen, worauf das Vier-Zell- und Acht-Zell-Stadium folgen. Ab dem 16-Zell-Stadium spricht man von der Morula, die nach etwa vier Tagen nach der Befruchtung die Gebärmutter (Uterus) erreicht. Sie differenziert sich weiter zur Blastozyste. Die Teilungen vollziehen sich demnach alle noch im Eileiter.

Im Unterschied zur Blastozyste ist die Zygote omnipotent. Omnipotenz beschreibt die Fähigkeit einer Zelle, sich in jeden beliebigen Zelltyp teilen zu können. Pluripotente Zellen, wie die Blastozyste, können sich jedoch nicht mehr in alle Zelltypen entwickeln.

Zygote – Entwicklung bei Pflanzen

Nicht nur Tiere bilden Zygoten, sondern auch Pflanzen, die sich geschlechtlich vermehren. Die Befruchtung erfolgt bei ihnen durch Bestäubung. Bei Farnen und Moosen gibt es spezielle Organe für die Fortpflanzung, das Archegonium bei weiblichen Pflanzen und das Atheridium bei männlichen Pflanzen. Die Zygote entwickelt sich anschließend weiter zum Sporophyten mit diploidem Chromosomensatz, der daraufhin die Meiose vollzieht.