Ungeschlechtliche und geschlechtliche Fortpflanzung

Ungeschlechtliche und geschlechtliche Fortpflanzung Übung

• Beschreibe den Vorgang der Parthenogenese.

  Tipps

  Das Wort Parthenogenese kommt aus dem Altgriechischen und setzt sich aus den Begriffen Jungfrau (parthenos) und Geburt (genesis) zusammen. //

  Der Begriff Jungfrau beschreibt eine Person, die noch keinen Geschlechtsverkehr hatte.

  Lösung

  Die Parthenogenese, auch Jungfernzeugung oder Jungferngeburt, ist eine Form der eingeschlechtlichen, also unisexuellen Fortpflanzung. Nachkommen entstehen also aus unbefruchteten Eizellen. Wie ist das möglich?
  Einige Tier- und Pflanzenarten, z. B. Schnecken, Blattläuse, Wasserflöhe oder einige Fischarten, sind in der Lage, auch ohne Befruchtung durch einen männlichen Partner einen vollständigen Organismus hervorzubringen. Hierbei wird der unbefruchteten Eizelle eine Befruchtung durch Hormone vorgespielt. Die Nachkommen sind meistens weiblich und fortpflanzungsfähig.

• Definiere den Begriff Generationswechsel.

  Tipps

  Hier siehst du den vereinfachten Lebenszyklus des Malariaerregers. Kannst du den Generationswechsel erkennen?

  Welche Vorteile hat die ungeschlechtliche Fortpflanzung gegenüber der geschlechtlichen Fortpflanzung?

  Lösung

  Der Begriff Generationswechsel beschreibt den Wechsel zwischen geschlechtlicher und ungeschlechtlicher bzw. parthenogenetischer Fortpflanzung. Verschiedene Generationen weisen also eine unterschiedliche, sich abwechselnde, Fortpflanzungsweise auf.

  Als Beispiel hast du den Erreger von Malaria kennengelernt. Dieser pflanzt sich im Lebergewebe des Menschen ungeschlechtlich fort, um sich so rasch zu vermehren. In der Anopheles-Mücke findet dagegen eine geschlechtliche Fortpflanzung statt. Dies hat den Vorteil, dass sich der Erreger so an neue Umweltbedingungen anpassen kann.

• Stelle Formen der ungeschlechtlichen Fortpflanzung gegenüber.

  Tipps

  Einige Pflanzen besitzen sogenannte Brutblätter. Hier wachsen Brutknospen, manchmal auch Brutpflänzchen genannt. Sie besitzen bereits kleine Blättchen und Wurzeln und sehen so wie sehr kleine Pflänzchen aus.

  Das Gürteltier ist eines der wenigen höheren Säugetiere, das sich ungeschlechtlich vermehren kann.

  Lösung

  Die vegetative oder ungeschlechtliche Vermehrung ist im Pflanzenreich weit verbreitet. Es gibt verschiedene Formen der asexuellen Fortpflanzung, die im Folgenden zusammengefasst ist:

  • Die wohl einfachste Form der vegetativen Vermehrung ist die Zweiteilung. Hierbei geht die Mutterzelle in zwei Tochterzellen über (vergleichbar mit der Mitose). Auch Mehrteilungen sind möglich.
  • Höhere Pflanzen bilden Ausläufer, Brutkörper oder -knospen und können sich so ausbreiten.
  • Sporen sind einzellige Keimzellen. Sie werden von vielen Algen und Pilzen gebildet. Werden sie verbreitet, wachsen sie an geeigneter Stelle zu einem neuen Organismus heran.
  • Auch bei Tieren gibt es asexuelle Fortpflanzung, allerdings nicht so verbreitet. Ein Beispiel ist die Knospung bei Polypen.
  • Eine Ausnahme der ungeschlechtlichen Vermehrung bei höheren Tieren bildet das Gürteltier. Polyembryonie bedeutet, dass mehrere Embryonen durch Teilung in einem frühen Stadium vor der Embryonalentwicklung entstehen. Da sie alle auf die gleiche befruchtete Eizelle zurückgehen, handelt es sich um Klone. Eineiige Zwillinge finden sich auch beim Menschen.

• Vergleiche die ungeschlechtliche und die geschlechtliche Vermehrung.

  Tipps

  Die Suche nach einem Sexualpartner entfällt bei der ungeschlechtlichen Fortpflanzung.

  Bei der Meiose wird der diploide Chromosomensatz in einen einfachen, haploiden Chromosomensatz reduziert. Gleichzeitig wird das genetische Material rekombiniert. Das Ergebnis der Meiose sind Keimzellen (beim Menschen Eizelle und Spermien). Welchen Einfluss hat das auf die genetische Variabilität?

  Lösung

  Bei der ungeschlechtlichen Fortpflanzung werden zwei oder mehr Zellen bzw. Individuen gebildet, deren genetisches Material identisch ist. Deshalb kann dieser Fortpflanzungstyp auch als natürliches Klonen bezeichnet werden. Es erfolgen mitotische Zellteilungen. Dies geschieht über die Zwei- oder Vielteilung, Sprossung, Knospung, durch die Bildung von Sporen oder durch Polyembryonie, bei der Mehrlinge (z. B. eineiige Zwillinge) entstehen. Der Vorteil liegt in der Möglichkeit der raschen Vermehrung. Bei günstigen Umweltbedingungen ist eine Erbgleichheit vorteilhaft, da die Nachkommen eine geringe Variabilität aufweisen. Dies ist allerdings ein großer Nachteil, wenn sich die Umweltbedingungen verschlechtern und die Anpassung daran durch die ungeschlechtliche Fortpflanzung kaum möglich ist.

  Bei der geschlechtlichen Fortpflanzung vereinigen sich zwei Keimzellen zu einer Zygote (befruchtete Eizelle). Die Keimzellen können identisch oder ganz verschieden aussehen und werden durch Meiose gebildet. Die Vorteile sind genau hier zu finden: Aufgrund der Rekombination und der großen Variabilität des Genmaterials ist eine höhere Varianz im Aussehen der Individuen möglich. Dies begünstigt die Anpassung an neue Umweltbedingungen, da nur die Individuen überleben und ihr Erbgut weitergeben können, die am besten angepasst sind. Nachteile liegen in dem zwingend notwendigen Geschlechtspartner und dem Ressourcenverbrauch durch die Bildung von Keimzellen.

• Gib Synonyme für die ungeschlechtliche Fortpflanzung an.

  Tipps

  Bei der ungeschlechtlichen Vermehrung wird keine Eizelle befruchtet.

  Lösung

  Bei der ungeschlechtlichen Fortpflanzung werden Erbanlagen eines Elternorganismus exakt kopiert. Es kommt also nicht zur Neukombination des genetischen Materials. Diese Form der Fortpflanzung wird auch als asexuell oder vegetativ bezeichnet. Beispiele sind Zwei- und Vierteilungen, Knospung oder die meisten Formen der Parthenogenese.
  Die asexuelle Vermehrung ist übrigens bei Pflanzen weit verbreitet.

• Arbeite die Art der Fortpflanzung bei Bienen und Ameisen heraus.

  Tipps

  Parthenogenese bedeutet, dass sich aus einer unbefruchteten Eizelle ein Individuum entwickelt. Dies ist eine Form der eingeschlechtlichen Fortpflanzung.

  Promiskuität beschreibt im Tierreich ein Verhalten, bei dem sich Individuen innerhalb einer Fortpflanzungssaison mit mehreren Geschlechtspartnern paaren.

  Sowohl männliche Bienen (Drohnen) als auch männliche Ameisen entstehen aus unbefruchteten Eiern.

  Die Ameisenkönigin kann den Prozess der Befruchtung über die Samenspritze steuern. Wie sie entscheidet, ob eine Eizelle befruchtet werden soll (Weibchen) oder nicht (Männchen), ist nicht geklärt.

  Lösung

  Es ist doch ziemlich faszinierend, welche Fortpflanzungsstrategien sich im Laufe der Evolution ausgebildet haben.

  Bei den staatenbildenden Insekten, wie es die Bienen und Ameisen sind, hat sich die Parthenogenese etabliert und zwar in der Form, dass das Geschlecht des Nachwuchs davon abhängt, ob eine Eizelle befruchtet wird (Weibchen) oder nicht (Männchen).

  In der Regel sind die Königinnen die einzigen fortpflanzungsfähigen Individuen eines Staates, die Arbeiterinnen sind meist nicht oder nur bedingt fruchtbar.

  Ob sich aus einem Ei eine Königin oder eine Arbeiterin entwickelt, hängt dagegen nicht von der Befruchtung ab, sondern von anderen Faktoren wie der Ernährung (denke an die Gelée Royale der Bienen) oder der Temperatur.

  Den größten Teil des Jahres finden sich in Insektenstaaten keine Männchen. Erst wenn sie zur Begattung „benötigt“ werden, werden unbefruchtete Eier gelegt. Im Hochzeitsflug werden die Königinnen dann von mehreren männlichen Artgenossen begattet (Promiskuität), sodass sich die genetische Variabilität der nachfolgenden Generationen erhöht.