Kernphasenwechsel

Verschiedene Möglichkeiten des Kernphasenwechsels

Der Kernphasenwechsel ist der periodische Wechsel zwischen einer haploiden und einer diploiden Phase bei der geschlechtlichen Fortpflanzung. Dabei bedeutet „haploid“, dass der Zellkern nur einen Chromosomensatz enthält, während er in der diploiden Phase zwei homologe Sätze enthält. (Alternativ spricht man auch von einem einfachen und einem doppelten Chromosomensatz.)

Der Wechsel zwischen den beiden Kernphasen erfolgt bei der Befruchtung und bei der Meiose (oder Reduktionsteilung). Bei der Befruchtung verschmelzen zwei haploide Zellkerne zu einem diploiden (Karyogamie). Bei der Meiose wird der Ploidiegrad wieder reduziert, indem homologe Chromosomen auf verschiedene Tochterkerne verteilt werden.

Der relative Anteil der haploiden und der diploiden Phase variiert bei verschiedenen Organismen:

• Bei allen vielzelligen Tieren (also auch beim Menschen) sind alle Körperzellen diploid. Nur in den Geschlechtsorganen werden durch die Meiose haploide Gameten (Keimzellen) gebildet, die sich dann bei der Befruchtung mit solchen des jeweils anderen Geschlechts vereinigen. Durch die anschließende Karyogamie entsteht dann die diploide Zygote, aus der durch zahlreiche Mitosen der neue Organismus hervorgeht. Man spricht in diesem Fall von einem gametischen Kernphasenwechsel; die betreffenden Organismen werden als Diplonten bezeichnet. − Zu den Diplonten gehören außerdem die einzelligen Wimpertierchen sowie manche Grünalgen und Braunalgen (die Fucales).

• Den umgekehrten Fall zeigen die Haplonten, bei denen nur die Zygote diploid ist und nach der Befruchtung ohne dazwischenliegende Mitosen die Meiose erfolgt. Dazu gehören viele fadenförmige Grünalgen, einfach organisierte Rotalgen und manche Einzeller, insbesondere Flagellaten. Hier spricht man von einem zygotischen Kernphasenwechsel.

• Drittens gibt es die Diplohaplonten, bei denen sowohl in der diploiden wie auch in der haploiden Phase Mitosen erfolgen. Dieser heterophasische Kernphasenwechsel liegt bei allen höher organisierten Pflanzen und bei vielen Algen und Pilzen vor. Dabei dominiert bei den Gefäßpflanzen (Samenpflanzen und Farne) die diploide Phase, bei den Laubmoosen und Lebermoosen hingegen die haploide.