Die Bildung von zwei verschiedenen Keimzelltypen ( = Gameten ) ist die Voraussetzung der geschlechtlichen Fortpflanzung des Menschen.
Erstaunlicherweise werden die noch undifferenzierten Urkeimzellen nicht in den Gonaden gebildet, sondern sie entstehen etwa in der dritten Embryonalwoche in der Wand des Dottersackes. Nach einer kurzen Vermehrungsphase ( durch Mitosen) wandern sie in die Gonadenanlagen und entwickeln sich beim männlichen Embryo zu Spermatogonien (=Ursamenzellen) bzw.beim weiblichen Embryo zu Oogonien ( = Ureizellen).
Die Spermatogonien bzw. die Oogonien enthalten jedoch in ihrem Zellkern einen diploiden (=doppelten) Chromosomensatz. Dieser muss aber im Verlauf einer Meiose ( = Reduktions – oder Reifeteilung) auf einen haploiden ( = halben) Chromosomensatz reduziert werden.
Dies ist erforderlich, da der Embryo aus der Verschmelzung zweier haploider Chromosomensätze ( = diploide Zygote) hervor geht. Ohne die Reduktion auf den haploiden Zustand würde sich die Chromosomenzahl im Laufe der Evolution ins Gigantische vermehren.
Die Keimzellenbildung verläuft in den beiden Geschlechtern verschieden ab.
Spermiogenese = Entwicklung der Spermien
In den ersten Embryonalmonaten entstehen in den Hoden durch Mitosen ( = Zellteilungen) zunächst zahlreiche, diploiden Spermatogonien. Diese treten dann in eine Ruhephase und werden erst bei Beginn der Pubertät wieder teilungsaktiv, d.h. aus jeder diploiden Spermatogonie entstehen wieder eine diploide Spermatogonie und eine diploide Spermatocyte I. In dieser Spermatozyte I beginnt dann die Meiose I Diese liefert als eigentliche Reduktionsteilung zwei haploide Spermatogonien II., die sofort die Meiose II durchführen.Aus dieser entstehen vier haploide Spermatiden, welche sich in der Folgezeit zu vier Spermien ( Kopf – Hals – Schwanz ) differenzieren.
Bei jeder mitotischen Teilung einer Spermatogonie tritt nur eine der entstandenen Tochterzellen in die Meiose ein; die andere bleibt eine diploide Spermatogonie und kann sich weiterhin mitotisch wie die Urkeimzellen teilen. Das ist der Grund, weshalb sich auf der männlichen Seite kontinuierlich bis ins hohe Alter Spermien bilden können.
Oogenese = Entwicklung der Eizellen
Ab dem zweiten Embryonalmonat entstehen in den Ovarien (Eierstöcke) durch Mitosen viele Urkeimzellen, die sich später zu ca. 6 Millionen diploiden Oogonien (= Ureizellen) entwickeln. Nach einer Degenerationsphase umgeben sich die 4OO.OOO überlebenden Oogonien mit einem Follikelepithel. Dieses bewirkt durch die Abgabe eines Glykoproteines die Bildung einer Hülle (= Zona pellucida ). Dadurch werden die diploiden Oogonien zu diploiden Oozyten I. Diese beginnen etwa im 6. Embryonalmonat mit der Meiose I. Sie bleiben jedoch in der Prophase I , bei der Paarung der homologen Chromosomen, stehen, da die Follikelzellen eine Meiose – hemmende Substanz bilden.
Erst ab der Pubertät führt die diploide Oozyte I im Verlauf der Eireifung die Meiose I (die eigentliche Reduktionteilung ) zu Ende und teilt sich dabei in eine haploiden OozyteII und einen haploiden Polkörper.
In der Mitte eines Menstruationszyklus (= Eisprung ) schließt die Meiose II an. Sie wird jedoch in der Metaphase II unterbrochen und erst durch das Eindringen eines Spermiums in die Eizelle beendet. Das Endprodukt der Meiose II ist also eine haploide, plasmareiche Eizelle und drei haploide, plasmaarme Polkpörper.