Befruchtung

Grundprinzip der Befruchtung

Befruchtung oder Fertilisation bezeichnet meist die Verschmelzung von Keimzellen, auch Gameten genannt, bei der geschlechtlichen Fortpflanzung. Im engeren Sinn ist damit die Vereinigung des Zellkerns einer weiblichen Zelle mit dem Kern einer männlichen Zelle gemeint. Diese Kernverschmelzung heißt Karyogamie.

Durch die Befruchtung entsteht eine Zygote. Sie enthält das Erbgut der Mutter und des Vaters. Dabei wird die Chromosomenzahl verdoppelt: Es entsteht Diploidie. In den Zellen, aus denen bei der nächsten Generation wiederum Gameten entstehen, wird diese Verdopplung durch die Meiose, eine Reduktionsteilung, wieder rückgängig gemacht.

Das Eindringen von Spermien in die Vagina wird heute nicht als Befruchtung, sondern als Besamung bezeichnet. Spermien haben dabei keine Gemeinsamkeit mit Samen und erfüllen eine andere Funktion.

Befruchtung bei Tieren, Pflanzen und Pilzen

Beim Menschen und allen vielzelligen Tieren, den Metazoa, ist die weibliche Keimzelle eine unbewegliche Eizelle und die männliche Keimzelle ein bewegliches Spermium. Diese Form heißt Oogamie. Sie kommt auch bei Landpflanzen und manchen Algen vor.

Bei Samenpflanzen sind die männlichen Gameten nicht frei beweglich. Sie befinden sich im Pollen. Nach der Bestäubung bildet sich ein Pollenschlauch, der die Spermienzelle zur Eizelle im weiblichen Blütenorgan bringt. Diese Form wird Siphonogamie genannt. Bestäubung geht der Befruchtung voraus: Erst wenn Pollen auf das weibliche Blütenorgan gelangt ist und der Pollenschlauch ausgewachsen ist, kann die Befruchtung erfolgen.

Bei den meisten Algen sind die Gameten beider Geschlechter durch Geißeln beweglich. Sehen die Gameten äußerlich gleich aus, spricht man von Isogamie. Bei Anisogamie sind die weiblichen Gameten größer als die männlichen.

Pilze bilden keine Gameten. Bei ihnen können spezielle Fortpflanzungsorgane, die Gametangien, miteinander verschmelzen; dies heißt Gametangiogamie. Es können aber auch gewöhnliche Hyphen, also fadenförmige Pilzstrukturen, fusionieren. Dies wird Somatogamie genannt.

Ort und künstliche Herbeiführung der Befruchtung

Bei Tieren unterscheidet man äußere und innere Befruchtung. Bei der äußeren Befruchtung verschmelzen die Geschlechtszellen außerhalb des Körpers, beispielsweise bei den meisten Fischen. Bei der inneren Befruchtung erfolgt die Verschmelzung im Körper des Weibchens. Sie kommt bei allen amniotischen Landwirbeltieren einschließlich des Menschen vor, außerdem etwa bei Haien, einigen Knochenfischen sowie vielen Insekten und Spinnentieren.

Für eine innere Befruchtung müssen Spermien zunächst zur Eizelle in den weiblichen Körper gelangen. Das kann ohne körperlichen Kontakt geschehen oder durch ein aktives Einführen der Spermien. Das Einbringen von Geschlechtszellen in einen Körper zur späteren Befruchtung heißt je nach Fall Insemination, Begattung, Geschlechtsakt oder bei Pflanzen Auskeimen des Pollens.

Bei künstlicher Befruchtung oder künstlicher Besamung werden Keimzellen durch menschlichen Eingriff zueinander gebracht. Bei der In-vitro-Fertilisation werden sie im Reagenzglas unter Laborbedingungen zusammengebracht und dort befruchtet. Bei einer Insemination wird Sperma künstlich in den Genitaltrakt einer Frau oder eines weiblichen Tieres übertragen; die eigentliche Verschmelzung der Keimzellen erfolgt anschließend auf natürliche Weise. Dabei wird zwischen homologer und heterologer Insemination unterschieden. Bei der künstlichen Bestäubung wird Pollen, beispielsweise mit einem feinen Pinsel, auf das weibliche Blütenorgan aufgebracht; die Befruchtung erfolgt nach dem Auswachsen des Pollenschlauchs natürlich.