Gameten, auch Keimzellen oder Geschlechtszellen genannt, bilden den Oberbegriff für männliche Spermien und weibliche Eizellen. Diese sind essenzieller Bestandteil der geschlechtlichen Fortpflanzung. Ohne sie könnte kein Fortleben der menschlichen Spezies und auch vieler weiterer Arten gewährleistet werden.
Gameten – Definition
Unter dem Begriff Gameten, auch Geschlechtszellen oder Keimzellen genannt, werden männliche Samenzellen und weibliche Eizellen zusammengefasst. Die Keimzellen besitzen im Gegensatz zu anderen Zellen lediglich einen einfachen Chromosomensatz. Das bedeutet, dass lediglich 23 statt 46 Chromosomen vorzufinden sind. In der Meiose werden die Gameten für die Vermehrung entwickelt.
Gameten unterscheiden sich primär in ihrer Gestalt, also in Größe und Form. Grundsätzlich wird in Mikrogameten und Makrogameten unterteilt. Mikrogameten gelten dabei als männlich und Makrogameten als weiblich.
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Gameten – Keimzellen
Es gibt zwei Arten der Keimzellen, die weiblichen Eizellen und die männlichen Samenzellen. Sie werden in Makrogameten (weiblich) und Mikrogameten (männlich) unterschieden.
Gameten – Samenzellen
Keimzellen oder auch Mikrogameten sind Samenzellen. Sie sind für den aktiven Teil der Befruchtung verantwortlich. Für die Fortpflanzung besteht ihr Ziel im Erreichen der weiblichen Zygote. Sie können sich durch ihren Bau aktiv bewegen.
Im Kopf des männlichen Gameten befindet sich der Kern. In ihm sind 22 Autosomen und ein Gonosom enthalten. Als Gonosom wird das Geschlechtschromosom bezeichnet (in diesem Fall XY). Autosomen sind die restlichen Chromosomenpaare, die sich nicht auf das Geschlecht beziehen. Der Kopf der Samenzelle ist der einzige Zellbestandteil, der in die Eizelle eintritt. Um dies zu erleichtern, verfügt der Kopf über eine spindelartige Form.
Der Hals der Spermien beinhaltet mehrere Mitochondrien. Diese produzieren Energie, die essenziell für den Bewegungsvorgang ist.
Der Schwanz männlicher Keimzellen, auch Geißel genannt, ist für die Bewegung des Gameten verantwortlich.
In den Samenkanälchen der Hoden werden Samenzellen gebildet. Aus den Kanälchen gelangen sie in die Nebenhoden. In ihnen reifen sie zu endgültigen Samenzellen heran. Durch ihre Größe von gerade einmal 0,06 mm zählen die Samenzellen zu den kleinsten Zellen des menschlichen Körpers.
Gameten – weibliche Eizelle
Im Gegensatz zu Mikrogameten dienen Makrogameten dem passiven Teil der Befruchtung. Bedingt durch ihre Größe und Form sind sie bewegungsunfähig. Die Eizellen befinden sich in den weiblichen Geschlechtsorganen, wo die Fertilisation und die Entwicklung der Nachkommen erfolgt.
Eizellen verfügen über Follikelzellen. Diese umgeben den eigentlichen Gameten und schützen diesen während seiner Entwicklung vor äußeren Einflüssen.
Das Zellplasma der Keimzelle beinhaltet Nährstoffe, welche einen eventuellen Nachwuchs versorgen. Dieses mit Nährstoffen angereicherte Plasma wird Dotter genannt. Die menschliche Eizelle ist dotterarm, während die weiblichen Gameten anderer Lebewesen mehr Dotterflüssigkeit aufweisen.
Zu den weiblichen Eizellen, die mehr Dotterflüssigkeit beinhalten, zählen unter anderem die der Hühner.
Der Zellkern beinhaltet wie der männliche Gamet auch 22 Körperchromosomen und ein Geschlechtschromosom. Der Zellkern der weiblichen Eizelle verschmilzt bei der Befruchtung mit dem Zellkern des Spermiums.
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Weibliche Eizelle Entstehung
Weibliche Eizellen entstehen bereits im weiblichen Fötus vor der Geburt. Dieser Prozess wird Oogenese genannt. Sie wachsen in den Eierstöcken heran und gehen aus der Urkeimzelle hervor. Die Eizellen reifen durch die zwei Reifeteilungen Meiose und Mitose, wobei die erste Reifeteilung zu Beginn der Pubertät als abgeschlossen angesehen wird.
Die Urkeimzellen oder auch Gonozyten genannt, gelten als die Voraussetzung für die geschlechtliche Fortpflanzung. Sie entstehen beim menschlichen Embryo in der 3. Woche der Schwangerschaft in der Wand des Dottersacks.
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Vergleich von Mikrogameten und Makrogameten
Obwohl männliche und weibliche Gameten des Menschen die gleiche Funktion – die Fortpflanzung – verfolgen, unterscheiden sie sich in vielen Merkmalen:
| Mikrogameten des Menschen | Makrogameten des Menschen |
| Größe der Gameten | 0,005 cm (Länge) | 0,01 cm (Durchmesser) |
| Entstehungsort der Keimzellen | Hoden | Eierstöcke |
| Entstehungszeitraum der Keimzellen | ab der Pubertät | vor der Geburt |
| Chromosomensatz der Gameten | Haploid22 Autosomen1 Gonosom (X- oder Y-Chromosom) | Haploid22 Autosomen1 Gonosom (X-Chromosom) |
| Anzahl reifer Keimzellen/Monat | 3 Milliarden | 1 |
| Fortbewegung | mithilfe eines Schweifs | keine |
Interessant zu Wissen ist, dass die weibliche Eizelle die größte Zelle ist, die im menschlichen Körper existiert
Gameten – Zygoten (haploide)
Die Zygote entsteht durch die Verschmelzung einer haploiden Samenzelle mit einer haploiden Eizelle während der Fortpflanzung. Sie ist dadurch diploid. Der Begriff Zygote stammt aus dem Griechischen und bedeutet zusammengeschmolzen. Der Entstehungsprozess der Zygote wird auch Befruchtung genannt.
Als haploid werden Zellen mit halbem Chromosomensatz bezeichnet. Währenddessen sind Zellen mit vollständigem Chromosomensatz diploid – jedes Chromosom liegt im Paar vor. Wenn Du mehr darüber erfahren möchtest, dann schaue gerne bei der StudySmarter Erklärung zum Thema Chromosomen vorbei!
Entstehung Zygote
Durch die geschlechtliche Fortpflanzung, wie sie bei den meisten Eukaryoten üblich ist, verschmelzen eine männliche Keimzelle und eine weibliche Eizelle miteinander. Menschliche Keimzellen besitzen einen haploiden Chromosomensatz, sprich 23 Chromosomen. Während der Verschmelzung werden die zwei haploiden Chromosomensätze allerdings zu einem diploiden. Dementsprechend enthält die Zygote nun 46 Chromosomen.
Durch den doppelten Chromosomensatz wird gewährleistet, dass sich die Zelle teilen und die Hälfte der Chromosomen gleichmäßig an ihre Tochterzellen weitergeben kann. Dies wäre bei einem Chromosomensatz von lediglich 23 Chromosomen nicht möglich.
Wenn die Zygote lediglich 23 Chromosomen hätte, dann würde ihrer Tochterzelle mindestens die Hälfte fehlen, um wiederum Zellteilung zu betreiben. So kommt es zu genetischen Fehlfunktionen.
Durch Fehler bei der Meiose kann es zu einer abweichenden Anzahl der Chromosomen innerhalb der Gameten kommen. Solche Fehler werden Chromosomenanomalien genannt. Wenn es zu einer solchen Anomalie kommt, ist der Nachwuchs oftmals nicht lebensfähig oder körperlich bzw. geistig beeinträchtigt. Ein Beispiel für eine solche Chromosomenanomalie ist die Trisomie 21, auch Down-Syndrom genannt.
Wenn Du mehr über die Zygote oder genetisch bedingte Krankheiten erfahren möchtest, dann schaue gerne bei den StudySmarter Erklärungen zu diesen Themen vorbei!
Gameten – Pflanzen
Pflanzen, die sich geschlechtlich fortpflanzen, nutzen ebenfalls Gameten als Basis der Vermehrung.
Männliche Gameten
Die männlichen Keimzellen werden Pollen genannt. Sie lagern an den Staubblättern von Bedecktsamern, bzw. an den Samenschuppen der Nacktsamer. Die Gameten werden auf verschiedene Weisen zu weiblichen Blüten gebracht, unter anderem durch Wind oder Insekten. Dadurch können männliche und weibliche Keimzelle verschmelzen und es kommt zur Bildung einer Zygote.
Mehr zu diesem Thema findest Du in der StudySmarter Erklärung zu Samenpflanzen.
Weibliche Gameten
Die weiblichen Gameten bezeichnet man auch bei Pflanzen als Eizelle oder “nicht begeißelte weibliche Gameten”. Die Keimzellen befinden sich im Fruchtknoten der Bedecktsamer oder in der Samenanlage bei Nacktsamern. Nachdem männliche und weibliche Keimzelle zu einer Zygote verschmolzen sind, entwickelt sich aus den ehemaligen Gameten eine Frucht, welche Samen beinhaltet, die den Fortbestand der Pflanze als Art sichern.
Fortpflanzung
Auch bei Pflanzen sind es die männlichen Keimzellen, die die Fähigkeit zur Bewegung haben, wenn auch nur mit der Hilfe von Wind oder Insekten. Die weiblichen Gameten verbleiben in der Blüte und erwarten dort die Befruchtung. Wie bei Säugetieren sind die weiblichen Keimzellen bedeutend größer als deren männlichen Gegenstücke.
Die Anzahl der Gameten weist auch bei Pflanzen ein Ungleichgewicht auf. Auf eine Eizelle kommen mehrere Millionen männlicher Keimzellen. Nur so kann eine Befruchtung des weiblichen Gameten weitgehend sichergestellt werden.
Der Chromosomensatz pflanzlicher Gameten unterscheidet sich von Art zu Art. Grundsätzlich lässt sich sagen, dass auch hier jeweils ein haploider Chromosomensatz vorherrscht, jedoch verfügen nur wenige Pflanzen über Geschlechtschromosomen. Dies liegt daran, dass die meisten Pflanzen einhäusig sind und so männliche und weibliche Gameten auf einer einzigen Pflanze entstehen können.
Nur 5 % aller Pflanzenarten sind zweihäusig und produzieren dementsprechend nur männliche oder nur weibliche Keimzellen.
Gameten – Das Wichtigste
- Gameten sind Geschlechtszellen, welche die Grundlage für die Fortpflanzung sind.
- Sie werden in Makrogameten (Eizellen) und Mikrogameten (Spermien) untergliedert.
- Menschliche Gameten haben jeweils 23 Chromosomen, 22 Körperchromosomen und ein Geschlechtschromosom, welches über das Geschlecht des Nachwuchses entscheidet.➝ X- oder Y-Chromosom bei Spermien➝ X-Chromosom bei Eizellen
- Pflanzliche Gameten haben mehrheitlich keine Geschlechtschromosomen, da 95 % der Pflanzen einhäusig sind.
- Bei der Fortpflanzung verschmelzen männliche und weibliche Gameten zu einer Zygote.
- Gameten entstehen durch die Meiose.
Nachweise
- pflanzenforschung.de: gameten (09.10.2022)
- Spektrum.de: Keimzellen (09.10.2022)
- vita43.de: Keimzellen (09.10.2022)
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