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Embryonalentwicklung: Phasen und Keimblätter
Die menschliche Embryonalentwicklung beginnt mit der befruchteten Eizelle. Aus ihr entstehen durch Zellteilungen zunächst Morula und Blastozyste. Nach der Einnistung bildet die Gastrulation drei Keimblätter, aus denen anschließend die Organanlagen hervorgehen.
Du lernst den Ablauf in seiner biologischen Reihenfolge kennen. Zeitangaben beziehen sich ungefähr auf die Zeit seit der Befruchtung; einzelne Lehrbücher setzen die Grenzen der Phasen etwas unterschiedlich.
Hake ab, was du schon kannst — und komm am Ende hierher zurück!
Von der Zygote zur Blastozyste
Nach der Befruchtung liegt eine einzelne Zelle vor: die Zygote. Sie teilt sich wiederholt in kleinere Tochterzellen, die Blastomeren.
Furchung
Als Furchung bezeichnet man die ersten schnellen Zellteilungen der Zygote. Die Zellzahl steigt, während das Gesamtvolumen zunächst ungefähr gleich bleibt. Deshalb wird jede einzelne Zelle kleiner.
Der frühe Ablauf lässt sich so ordnen:
- Aus der Zygote entstehen zwei, dann vier und acht Blastomeren.
- Bis ungefähr zum vierten Tag bildet sich eine kompakte Zellkugel mit bis zu 32 Zellen: die Morula.
- Flüssigkeit sammelt sich im Inneren und bildet eine Höhle.
- Aus der Morula wird die Blastozyste.
In der Blastozyste sind erstmals zwei Zellbereiche deutlich zu unterscheiden:
- Der Embryoblast, die innere Zellmasse, ist der Ausgangspunkt des eigentlichen Embryos.
- Der Trophoblast, die äußere Zellschicht, ermöglicht die Einnistung und bildet später Anteile der Plazenta.
Furchung bedeutet mehr Zellen, aber zunächst keinen entsprechend größeren Keim. Daher werden die Blastomeren kleiner.
Wie die Einnistung die Versorgung vorbereitet
Ungefähr am fünften bis sechsten Entwicklungstag ist die Blastozyste bereit zur Nidation, also zur Einnistung in die Gebärmutterschleimhaut.
Dabei nimmt zuerst der Trophoblast Kontakt mit der Schleimhaut auf. Ein Teil seiner Zellen wächst in das mütterliche Gewebe ein. So wird der Keim verankert, und die frühe Bildung der Plazenta beginnt.
Der Trophoblast bildet außerdem das Hormon HCG. Es trägt dazu bei, die Gebärmutterschleimhaut zu erhalten. Später ermöglicht die Plazenta den Austausch von Sauerstoff, Nährstoffen, Kohlendioxid und weiteren Stoffwechselprodukten zwischen mütterlichem und embryonalem beziehungsweise fetalem Kreislauf.
Mütterliches und embryonales Blut werden nicht einfach zu einer gemeinsamen Blutmenge vermischt. Der Stoffaustausch erfolgt über Strukturen der entstehenden Plazenta.
Ein häufiger Denkfehler lautet: „Der Trophoblast wird zu einem der drei Keimblätter.“ Das stimmt nicht. Der Trophoblast liegt außen, unterstützt Einnistung und Versorgung und bildet Plazentaanteile. Die drei Keimblätter entstehen später aus Zellen des Embryoblasten.
Wie bei der Gastrulation drei Keimblätter entstehen
In der dritten Entwicklungswoche wird aus der zunächst zweischichtigen Keimscheibe eine dreischichtige Anlage. Dieser Umbau heißt Gastrulation.
Gastrulation
Bei der Gastrulation wandern und ordnen sich Zellen des Epiblasten neu. Dadurch entstehen Ektoderm, Mesoderm und Endoderm, die drei Keimblätter des Embryos.
Der Primitivstreifen markiert dabei einen Bereich, durch den Zellen nach innen wandern. Zugleich werden wichtige Körperrichtungen festgelegt, etwa Kopf und Schwanz sowie rechts und links.
| Keimblatt | Lage im Grundmodell | Wichtige spätere Entwicklungen |
|---|---|---|
| Ektoderm | außen | Nervensystem, Oberhaut und Hautanhangsgebilde |
| Mesoderm | mittlere Schicht | Muskulatur, Teile des Skeletts und Bindegewebes, Herz, Blutgefäße sowie große Teile des Urogenitalsystems |
| Endoderm | innen | Epithel des Darmrohrs und Epithelien zugehöriger Drüsen sowie bestimmter Atemwege und innerer Organe |
„Außen“, „Mitte“ und „innen“ sind eine Orientierung für die frühe Keimscheibe. Durch spätere Faltungen verändern sich die räumlichen Beziehungen erheblich.
Die Gastrulation schafft nicht schon fertige Organe. Sie legt Zellschichten an, aus denen sich unterschiedliche Gewebe und Organanlagen entwickeln können.
Wähle in jeder Lücke die passende Form und prüfe anschließend deine Antworten.
Bei der Gastrulation entstehen drei Keimblätter. Das Nervensystem entwickelt sich hauptsächlich aus dem . Muskulatur und Blutgefäße gehen überwiegend aus dem hervor. Das Epithel des Darmrohrs entsteht aus dem .
Wie aus Keimblättern Organanlagen hervorgehen
Nach der Gastrulation beginnt die Organogenese. Dabei entstehen aus den Keimblättern die Anlagen der Organe. Besonders intensiv verläuft dieser Prozess ungefähr von der vierten bis zum Ende der achten Entwicklungswoche.
Organogenese
Organogenese bezeichnet die Bildung und Formung der Organanlagen. Eine Organanlage ist eine frühe Struktur, aus der sich ein Organ weiterentwickelt; sie ist noch kein vollständig ausgereiftes Organ.
Chorda und Neurulation
In der Körpermitte entsteht die Chorda dorsalis. Sie wirkt als Leit- und Signalstruktur und beeinflusst unter anderem das darüberliegende Ektoderm.
Dieses Ektoderm bildet zunächst die Neuralplatte. Sie senkt sich zur Neuralrinne ein; deren Ränder wachsen zusammen. So entsteht das Neuralrohr, aus dem sich Gehirn und Rückenmark entwickeln.
Dieser Vorgang heißt Neurulation. Seitlich des Neuralrohrs entstehen Neuralleistenzellen, die auswandern und unter anderem zu Teilen des peripheren Nervensystems beitragen.
Mesoderm, Somiten und Körperfaltung
Teile des Mesoderms gliedern sich beidseits in paarige Somiten. Aus ihnen gehen unter anderem Anlagen für Wirbelsäulenbestandteile, Skelettmuskulatur und Teile der Lederhaut hervor. Ein Somit ist jedoch nicht mit einem späteren Wirbel gleichzusetzen.
Gleichzeitig krümmt und faltet sich der Embryo. Dabei werden Teile des Dottersacks in den Körper aufgenommen und zum Darmrohr. Auch die Körperwand und die Körperhöhlen werden geformt.
So greifen mehrere Entwicklungsschritte ineinander:
- Die Gastrulation bildet das Ektoderm.
- Signale der Chorda beeinflussen einen mittleren Bereich des Ektoderms.
- Dort entsteht die Neuralplatte.
- Durch Einfaltung und Verschluss bildet sich das Neuralrohr.
- Aus dem Neuralrohr entwickeln sich Gehirn und Rückenmark.
Der entscheidende Gedanke ist: Ein Keimblatt liefert Zellen, doch zusätzliche Signale, Zellbewegungen und Formveränderungen bestimmen, welche konkrete Struktur daraus entsteht.
Wie die Entwicklungsphasen zusammenhängen
Die Bezeichnungen der Phasen werden nicht in allen Darstellungen gleich abgegrenzt. Für den grundlegenden Ablauf ist deshalb die Reihenfolge der Vorgänge wichtiger als eine einzelne Benennung.
- BefruchtungDie Zygote entsteht.
- Tag 1 bis 4Furchung führt über mehrere Zellstadien zur Morula.
- Etwa Tag 5 bis 6Die Blastozyste beginnt, sich einzunisten.
- Dritte WocheGastrulation erzeugt die drei Keimblätter; Chorda und Neurulation beginnen.
- Vierte bis achte WocheOrgananlagen werden geformt.
- Ab der neunten WocheIn der Fetalperiode stehen Wachstum, Reifung und zunehmende Funktionsaufnahme im Vordergrund.
Erst steigt die Zellzahl, dann werden Zellbereiche festgelegt, anschließend entstehen Keimblätter und schließlich Organanlagen. Wachstum und Reifung setzen sich während der gesamten Entwicklung fort.
Karteikasten
Überlege zuerst selbst und drehe die Karte anschließend zum Prüfen um.
Alles auf einen Blick
- Embryonalentwicklung
- Frühe Stadien
- Zygote und Furchung
- Morula und Blastozyste
- Einnistung durch den Trophoblasten
- Gastrulation
- Ektoderm
- Mesoderm
- Endoderm
- Organogenese
- Neurulation
- Somitenbildung
- Körperfaltung
- Fetalperiode
- Wachstum
- Reifung
- Funktionsaufnahme
- Frühe Stadien
Abschluss-Check
Du kannst die Entwicklung nun als zusammenhängenden Weg erklären: von der Zygote über Morula, Blastozyste und Einnistung zur Gastrulation, Organogenese und späteren Fetalperiode.