Embryonalentwicklung

In diesem Abschnitt werfen wir einen generellen Blick auf die Embryonalentwicklung von Organismen. Unabhängig davon ob es sich um Säugetiere, Insekten oder Vögel handelt kann die Embryonalentwicklung in vier Abschnitte gegliedert werden:

• Furchung,

• Keimblattbildung,

• Organbildung und

• histologische Differenzierung

Von der Zygote zum Organismus

Das Bild zeigt den Entwicklungsprozess von Zygote (=befruchtete Eizelle) zu einem kompletten Organismus am Beispiel des Seesterns. Nach der Befruchtung setzten sehr schnell Teilungsprozesse ein, die aus der Zygote eine Ansammlung von Zellen werden lassen (Blastula). Die Gastrula zeichnet sich durch die Keimblätter aus. Im einfachsten Fall sind dies Ektoderm und Entoderm. Es kann auch ein Mesoderm zwischen diesen Schichten ausgebildet werden. Die Differenzierung zur Larve und zum adulten Seestern erfolgt aus den determinierten Zellen. Nur ein bestimmter Teil der genetischen Information wird abgelesen, dies ist für jede (dann differenzierte Zelle) ganz spezifisch festgelegt.

Bei einer geschlechtlichen Fortpflanzung beginnt die Embryonalentwicklung mit der Befruchtung der Eizelle durch ein Spermium der gleichen Art. Männliche und weibliche Keimbahnzellen finden zusammen, es laufen die Prozesse der Zellverschmelzung und Kernverschmelzung ab: die Zygote (befruchtete Eizelle) entsteht.

Interessanterweise sind die Bestandteile in der Eizelle nicht gleichmäßig verteilt. Die Dotterverteilung (=Nährstoffverteilung)  im Ei kann sehr unterschiedlich sein. Diese Dotterverteilung bestimmt über den weiteren Verlauf der Embryonalentwicklung. So laufen die Prozesse der Furchung - je nach Dotterverteilung – sehr unterschiedlich ab.

Die folgende Abbildung zeigt Beispiele für Dotterverteilung in unterschiedlichen Organismen wie z.B. Frosch, Vögel oder Insekten:

Dotterverteilung

Die Dotterverteilung hat Auswirkung auf die Furchung. Die Furchungsprozesse zeigen wiederum Auswirkung auf die Gastrulation und abschließende Organbildung.

Um einen besseren Überblick innerhalb der Eizelle zu erhalten gelten folgende Definitionen:

• animaler Pol: besteht aus sich schnell teilenden Zellen (daher die Namensgebung: „lebendig, animalisch“)

• vegetativer Pol: „Seite“ der befruchteten Eizelle, die sich im Vergleich zum animalen Pol deutlich langsamer entwickelt.

Bei Amphibien oder Vögeln wird die ungleiche Dotterverteilung sehr gut sichtbar. Hier liegt die Nährstoffmenge in extremer Ungleichverteilung am vegetativen Pol vor. Auf der gegenüberliegenden Seite liegt der animale Pol. Hier finden sich in der Regel der Zellkern (Pronukleus) und die sich schnell teilenden Zellen.