Sowohl die sexuelle als auch die asexuelle Fortpflanzung haben ihre Vor- und Nachteile. Demnach ist es nicht verwunderlich, dass einige Arten zwischen sexueller und asexueller Fortpflanzung abwechseln. Durch diesen sogenannten Generationenwechsel verbinden sie die Vorteile beider Fortpflanzungsmöglichkeiten.
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Leg kostenfrei losRichtig oder falsch? Bei jedem Organismus welches sich asexuell und sexuell fortpflanzen kann, liegt ein Generationswechsel vor.
Richtig oder falsch? Ein Generationswechsel kann nur heteromorph oder heterophasisch sein.
Beispiele für Organismen mit homophasischem Generationswechsel sind...
Richtig oder falsch?Ein Generationswechsel kann nur isomorph oder heteromorph sein.
Richtig oder falsch?Ein Generationswechsel kann homophasisch und heteromorph sein.
Der Generationswechsel der Quallen ist...
Richtig oder falsch? Ein Generationswechsel kann homophasisch und isomorph sein.
Welche Organismen haben einen heterophasischen Generationswechsel?
Der Generationswechsel der Moose ist...
Richtig oder falsch? Bei jedem Organismus welches sich asexuell und sexuell fortpflanzen kann, liegt ein Generationswechsel vor.
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Treten abwechselnd geschlechtliche und ungeschlechtliche Fortpflanzung in verschiedenen Generationen einer Art auf, spricht an von einem sogenannten Generationswechsel. Diese Art von Fortpflanzung vereint die Vorteile beider Formen der Vermehrung.
Beim Generationenwechsel wechseln Organismen nach jeder Generation zwischen der asexuellen und sexuellen Fortpflanzung ab.
Die Generationen können sich im Erscheinungsbild als auch in der Anzahl der Chromosomen unterscheiden.
Die Merkmale der asexuellen und sexuellen Fortpflanzung auf einem Blick:
| Ungeschlechtliche/Asexuelle Fortpflanzung | Geschlechtliche/Sexuelle Fortpflanzung |
| Die Nachkommen sind genetisch untereinander identisch → vorteilhafte Genkombinationen bleiben erhalten | Zwei Gene desselben Allels → rezessive Mutationen kommen nicht zum Tragen Kein Wettbewerb zwischen zwei nützlichen Mutationen → können in einem Individuum vereint werden |
| Keine zeit- und ressourcenintensive Entwicklung und Aufzucht der Nachkommen | Produktion von Gameten und Entwicklung von Geschlechtsorganen ist sehr energieaufwändig → weniger Nachkommen |
| Keine zeit- und ressourcenintensive Suche nach Sexualpartnern | Partnersuche, Entwicklung und Aufzucht der Nachkommen ist sehr zeit- und ressourcenintensiv mind. zwei Geschlechter nötig → Problem bei geringer Populationsdichte |
| Keine Rekombination → kein Austausch an Erbinformation → keine neuen vorteilhaften Genkombinationen (Evolutionsprozess wird eingeschränkt) | Rekombination des Erbguts → neue Genkombinationen → schnelle Anpassungsfähigkeit an ändernde Umweltbedingungen |
Der Generationswechsel kann unterschiedlich ablaufen. Man unterscheidet zwischen heterophasischen und homophasischen Generationswechsel.
Beim homophasischen Generationswechsel bleibt die Anzahl der Chromosomenpaare der Generationen gleich. Alle Generationen sind entweder haploid (haplohomophasisch) oder diploid (diplohomophasisch).
Organismen mit homophasischem Generationswechsel: Quallen und Saugwürmer (z. B. kleiner Leberegel).
Beim heterophasischen Generationswechsel wechseln sich haploide und diploide Generationen ab. Durch Befruchtung verschmelzen die haploiden Zellen zu einer diploiden Zelle. Diese zwei haploiden Zellen stammen in der Regel von unterschiedlichen Individuen. Durch Meiose trennt sich die diploiden Zelle wieder zu haploide Zellen.
Organismen mit heterophasischem Generationenwechsel sind: Farne, Moose, Plasmodien (Malariaerreger).
Des Weiteren werden Generationswechsel danach differenziert, ob sich die Individuen der verschiedenen Generation im Erscheinungsbild unterscheiden.
Beim heteromorphen Generationswechsel unterscheiden sich die Individuen der verschiedenen Generation in ihrem Erscheinungsbild. Die Unterschiede liegen hierbei häufig in Aufbau und Struktur.
Beispiele für Artengruppen mit heteromorphen Generationswechsel sind Farne und Laubmoose.
Man spricht von einem isomorphen Generationswechsel, wenn sich die Individuen der verschiedenen Generationen im Erscheinungsbild und dementsprechend im Aufbau und Struktur identisch sind.
Als Beispiel ist der Meersalat (Ulva lactuca) zu nennen.
Ein gesonderter Generationswechsel der Tierwelt ist der sogenannte heterogene Generationswechsel. Auf eine oder mehrere Generationen, die sich eingeschlechtlich vermehren (Parthenogenese), folgt eine Generation, die sich bisexuell fortpflanzt.
Beispiele für Tiere, die einen heterogenen Generationswechsel haben, sind Wasserflöhe und Blattläuse.
Im folgenden Abschnitt lernst Du anhand von unterschiedlichen Beispielen kennen, wie verschiedene Generationswechsel ablaufen können.
Der Generationswechsel bei Farnen läuft heterophasisch ab. Wenn Du Dir die Blattunterseite eines Farnwedels anschaust, wirst Du feststellen, dass sich dort unzählig viele kleine braune Punkte befinden. Dies sind Sporen und dienen der ungeschlechtlichen Fortpflanzung der Farne.
Eine Spore wächst zu einem Prothallium heran, welches nur einige Millimeter groß ist. Das Prothallium wird auch Gametophyt genannt und ist haploid. Es produziert haploide Gameten (haploide Geschlechtszellen). Diese weiblichen und männlichen Gameten können verschmelzen und es entwickelt sich dann zu einem diploiden Sporophyt. Dieser Sporophyt wächst zu einer Farnpflanze heran.
Farne besitzen also einen heteromorphen und einen heterophasischen Generationswechsel.
Falls Dir der Begriff Gameten nicht geläufig ist oder Du eine kleine Auffrischung benötigst, dann schau doch gerne bei der entsprechenden StudySmarter Erklärung vorbei!
Die zu den Nesseltieren gehörenden Quallen wechseln sich in ungeschlechtlicher und geschlechtlicher Fortpflanzung ab und gehören zu den Lebewesen, die einen homophasischen Generationswechsel durchführen. Hierbei handelt es sich um eine besondere Form des homophasischen Generationswechseln. Dieser ist dreigegliedert.
Bei diesem dreigegliederten Generationswechsel folgt auf eine Generation mit zweigeschlechtlicher Fortpflanzung eine Generation mit ungeschlechtlicher Fortpflanzung, welche von einer weiteren Generation mit geschlechtlicher Fortpflanzung abgelöst wird. Diese Form des homophasischen Generationswechsels wird Metagenese genannt. Metagenese ist bei Quellen, Bandwürmern und Saugwürmern zu finden.
Das Entwicklungsstadium, welches wir im allgemeinen Sprachgebrauch als Qualle kennen, heißt Meduse. Die Meduse hat zwei Geschlechter. Diese können in zwei eigenständigen Individuen vorkommen oder beide in einem vereint sein (Zwittrigkeit).
In der folgenden Abbildung siehst Du den Entwicklungskreislauf von Quallen. Die Qualle entlässt zunächst Eizellen und Spermien in das Wasser. Dadurch kommt es zur Befruchtung (A). Eine kleine Larve, die sogenannte Planula, entsteht (B). Bei geeigneten Umweltbedingungen wächst die Planula am Boden fest und entwickelt sich zu einem Polypen (C). Dieser Polyp kann sich nur asexuell fortpflanzen.
Der Polyp bildet viele neue Tochterzellen aus, die sich wie Teller aufeinanderstapeln – eine Kolonie entsteht (D). Nach einiger Zeit konkurrieren die unzähligen Polypen miteinander um Nahrung und Platz. Dann fängt der Polyp an, sich durch Knospung fortzupflanzen (E). Der Polyp bildet viele kleine Knospen auf seiner Oberfläche aus.
Diese werden von der Oberfläche abgeschnürt und können vom Meeresstrom weggetragen werden (F). Diese Tochterzellen wachsen zu Larven, den Ephyren, und über mehrere Tage hinweg zu Quallen heran.
Der Generationswechsel der Qualle ist heteromorph und diplohomophasisch.
Generationswechsel bei Moosen
Moose und Farne teilen sich den gleichen Entwicklungszyklus – den heterophasischen Generationswechsel. Anders als bei den Farnen ist der Gametophyt aber die eigentliche Moospflanze. Die Moospflanze ernährt sich photoautotroph und ist haploid.
Photoautotrophe Ernährung bedeutet, dass die Individuen durch Fotosynthese Nährstoffe und somit Energie generieren.
Die haploiden Sporen entwickelt sich zu einem Protonema. Durch Knospung entsteht daraus die Moospflanze. Die Moospflanze bildet Geschlechtsorgane, die Gametangien, aus. Die männlichen Geschlechtsorgane werden Antheridien genannt, die weiblichen Archegonien. Aber was ist Knospung eigentlich genau?
Als Knospung wird die ungeschlechtliche Vermehrung bei verschiedenen Lebewesen bezeichnet. Dabei schnüren sich Auswüchse ab, welche neue Lebewesen bilden.
In den Geschlechtsorganen werden die haploiden Gameten gebildet. Die männlichen Spermatozoiden müssen aktiv zu den Archegonien schwimmen. Dies geht nur mit der Hilfe von Wasser. Für Moose, die nicht in oder in der Nähe eines Gewässers leben, helfen Regenwasserspritzer, um die Spermatozoiden zu transportieren. Ist das Spermatozoid angekommen, befruchtet es die Eizelle im Archegonium.
Die befruchtete Eizelle entwickelt sich zu einem diploiden Sporophyten. Der Sporophyt ist für immer mit dem Gametophyten verbunden. Er nutzt den Gametophyten, um an Wasser und Nährstoffe heranzukommen.
An der Spitze des Sporophyts befindet sich die Sporenkapsel, auch Sporangium genannt. In dieser entstehen durch Meiose haploide Sporen. Sobald die Sporen reif sind, öffnet sich die Sporenkapsel und die Sporen können sich verteilen. Aus diesen Sporen entwickeln sich dann die Protonemen und der Zyklus beginnt von Neuem.
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Was ist der Generationswechsel bei Moosen?
Der Generationswechsel bei Moosen ist der Wechsel zwischen asexueller und sexueller Fortpflanzung nach jeder Generation.
Wann ist ein Generationswechsel?
Wenn ein Organismus nach einer Generation von der asexuellen zur sexuellen (oder umgekehrt) Fortpflanzung wechselt, spricht man von einem Generationswechsel.
Welche Pflanzen betreiben einen Generationswechsel?
Beispiele für Pflanzen mit Generationswechsel sind Moose und Farne.
Wie vermehren sich Moose und Farne?
Moose und Farne können sich sowohl asexuell als auch sexuell vermehren.
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Lily Hulatt ist Digital Content Specialist mit über drei Jahren Erfahrung in Content-Strategie und Curriculum-Design. Sie hat 2022 ihren Doktortitel in Englischer Literatur an der Durham University erhalten, dort auch im Fachbereich Englische Studien unterrichtet und an verschiedenen Veröffentlichungen mitgewirkt. Lily ist Expertin für Englische Literatur, Englische Sprache, Geschichte und Philosophie.
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Gabriel Freitas ist AI Engineer mit solider Erfahrung in Softwareentwicklung, maschinellen Lernalgorithmen und generativer KI, einschließlich Anwendungen großer Sprachmodelle (LLMs). Er hat Elektrotechnik an der Universität von São Paulo studiert und macht aktuell seinen MSc in Computertechnik an der Universität von Campinas mit Schwerpunkt auf maschinellem Lernen. Gabriel hat einen starken Hintergrund in Software-Engineering und hat an Projekten zu Computer Vision, Embedded AI und LLM-Anwendungen gearbeitet.
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