Doppelte Befruchtung

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Lebenszyklus der Angiospermen (häufigster Fall)
Doppelte Befruchtung beim Mais

Eine doppelte Befruchtung findet bei der sexuellen Fortpflanzung der bedecktsamigen Pflanzen (Blütenpflanzen) statt. Sie ist eine Besonderheit, zu der es keine Parallele bei anderen Lebewesen gibt.

Das Pollenkorn bringt zwei haploide Spermazellen hervor, von denen eine die haploide Eizelle und die andere die diploide Zentralzelle des Embyosacks befruchtet. So entstehen die diploide Zygote und das triploide Endosperm. Dieser Vorgang wurde erstmals 1898 durch Sergei Gawrilowitsch Nawaschin beschrieben.[1]

Im Pollenkorn werden zum Ende des Reifungsprozesses meistens zwei Zellen angelegt: eine größere vegetative Zelle (siphonogene Zelle; Pollenschlauchzelle) und eine kleinere, linsenförmige generative Zelle (antheridiale Zelle; Antheridiumzelle), wobei die vegetative die generative umgibt. Die generative Zelle kann vor oder meistens nach der Keimung im Pollenschlauch in zwei unbewegliche Spermazellen geteilt werden.[2]

Im Rahmen der Bestäubung landet das Pollenkorn auf der Narbe des Fruchtblatts einer Blüte. Mit der anschließenden Pollenkeimung beginnt der Befruchtungsprozess, und die vegetative Zelle bildet den Pollenschlauch aus. Dieser wächst nun in Richtung des Fruchtknoten, zu diesem Zeitpunkt teilt sich meistens die generative Zelle in zwei Spermazellen auf, die den Pollenschlauch hinabwandern (Siphonogamie). Der Pollenschlauch kann auf dem kürzesten Weg durch die Mikropyle in den Embryosack (Eiapparat) eindringen (Porogamie, Akrogamie), dies ist der häufigste Fall oder ihn aporogam (Aporogamie) auf dem Umweg über die Plazenta, die Chalaza (Chalazogamie, Basigamie) oder gar nach Durchbrechen der Integumente (Mesogamie, Pleurogamie) erreichen.[2][3]

Der Pollenschlauch verschmilzt dann mit einer der beiden Synergiden und entleert sich in diese. Während der vegetative Pollenkern mit der betreffenden Synergide zugrundegeht, verschmilzt eine der beiden Spermazellen mit der benachbarten, ebenfalls haploiden Eizelle zur diploiden Zygote. Aus dieser entwickelt sich später der Embryo. Die zweite Spermazelle verschmilzt mit der diploiden Zentralzelle des Embryosacks zu der triploiden Endospermzelle. Aus dieser entwickelt sich im weiteren Verlauf das sekundäre Endosperm, welches im Normalfall den Embryo umgibt. Das haploide Endosperm der Nacktsamer (Gymnospermae), bei denen keine doppelte Befruchtung erfolgt, wird zur Abgrenzung als primäres Endosperm bezeichnet.

Die seltenere Verschmelzung des zweiten Spermakerns mit nur einem haploiden Kern in einem vierkernigen Embryosack führt zur Entstehung eines diploiden Endosperms.

Eine Ausnahme bilden die Orchideen und wenige andere Arten, bei denen zumeist kein Endosperm ausgebildet wird. Hier ist die Endospermbildung vollständig unterdrückt; in einigen anderen Fällen ist sie stark reduziert, aber es findet eine doppelte Befruchtung statt.

Ein anderer spezieller Fall ist die Bildung von beweglichen Spermatozoiden in den Pollenkörnern bei einigen Nacktsamern. Hier findet später im Prinzip dann auch eine doppelte Befruchtung statt, aber es wird kein Endosperm, sondern ein weiterer Embryo ausgebildet.

Literatur[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  • Joachim W. Kadereit, Christian Körner, Benedikt Kost, Uwe Sonnewald: Strasburger - Lehrbuch der Pflanzenwissenschaften. Springer Spektrum, 37. vollständig überarbeitete & aktualisierte Auflage, Berlin & Heidelberg 2014. ISBN 978-3-642-54434-7, S. 169 f, 624.

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. Ilse Jahn (Hrsg.): Geschichte der Biologie. 3. Aufl., Sonderausgabe Nikol, Hamburg 2004, ISBN 978-3-937872-01-8, S. 911.
  2. a b G. Czihak, H. Langer, H. Ziegler: Biologie. Springer 1976, ISBN 978-3-642-96096-3, S. 224.
  3. Alfred Rutishauser: Embryologie und Fortpflanzungsbiologie der Angiospermen. Springer, 1969, ISBN 978-3-7091-8223-9, S. 57 f.