Neben der ungeschlechtlichen Fortpflanzung sehen wir aber auch schon bei vielen Einzelligen geschlechtliche Fortpflanzung auftreten. Wir finden bei ihnen sogar mehrere Arten davon. Am einfachsten sind die Kopulation und die Konjugation.
Es kommt vor, daß sich zwei von diesen einander völlig gleichenden einzelligen Wesen aneinanderlegen, ihre Kerne sich spalten, die Hüllhäute an der Berührungsstelle der beiden Zellen verschwinden und nun die Kernhälften zwischen den beiden Individuen ausgetauscht werden. Die Hälfte des Kernes des Individuums A wandert in das Individuum B und umgekehrt, worauf sich die beiden Individuen wieder voneinander trennen. Die beiden Kernhälften, die eigene und die fremde, vereinigen sich, und in jedem Individuum erfolgt nun eine neue Kernteilung und die Teilung der Mutterzelle in Tochterzellen, genau so, wie wir’s oben geschildert haben.
Noch einfacher ist der Vorgang, wenn geradezu zwei Individuen zu einem verschmelzen. Die beiden Kerne legen sich aneinander, und nun erfolgt die Vermehrung, indem jeder der beiden aneinanderliegenden Kerne in zwei Hälften geteilt wird, so daß jede Tochterzelle den halben Kern der Elternzellen A und B erhält und ihre Tochterzellen wieder je ein Viertel von A und B usf.
Bei manchen Protozoen, bei den Metazoen und beim Menschen wird die Fortpflanzung, wie wir schon besprochen haben, durch bestimmte Geschlechtszellen besorgt. Es gibt dann, wie wir bereits wissen, bei jeder Art zweierlei Geschlechtszellen, die sich durch ihr Aussehen unterscheiden und verschiedene Leistungen zu verrichten haben, aber in der Hauptsache, nämlich bezüglich ihrer Kerne, gleichartig sind. Diese Geschlechtszellen werden in eigenartigen Mutterzellen, bei den höheren Pflanzen und Tieren in besonderen Organen, durch Zellteilung gebildet.
Im Gegensatz zu den anderen Zellen sind diese Geschlechtszellen in der Regel unfähig, für sich allein weiterzuleben, zu wachsen, sich zu teilen und zu vermehren. Es kommen aber Ausnahmen vor, und bei vielen höheren Wesen kann sich unter bestimmten natürlichen oder künstlich hergestellten Bedingungen auch aus dem unbefruchteten Ei ein neues Individuum entwickeln (sog. Parthenogenesis oder Jungfrauenzeugung, z. B. Entstehung der Drohnen aus den unbefruchteten Eiern der Bienen).
In der Regel gehen die Geschlechtszellen zugrunde, wenn sie nicht zur Vereinigung gelangen; den Samenfäden fehlt es an Protoplasma, den Eiern fehlt das Zentralkörperchen, das Centrosoma, das den ersten Anstoß zur Zellteilung gibt. Im reifen, befruchtungsfähigen Zustande haben Eizelle und Samenfäden auch nur halb so viel Chromatin und bilden auch nur halb so viele Chromosomen als die gewöhnlichen Körperzellen ihrer Art, da bei ihrer Reifung die Hälfte der Chromosomen ausgestoßen worden ist. Dieser Unterschied in der Chromosomenzahl tritt zutage, wenn die Befruchtung erfolgt ist, die beiden Geschlechtszellen sich vereinigt haben.
Nachdem der Kopf des Samenfadens vom Ei aufgenommen worden ist und die neugebildete Dotterhaut das Eindringen eines zweiten Samenfadens in das Innere des Eies unmöglich gemacht hat, sehen wir (s. [Tafel 2], Fig. 11 bis 17), wie der Kopf des Spermatozoons sich allmählich dem Kerne der Eizelle nähert. Sein Kern nimmt dabei an Größe zu und teilt sich dann in halb so viele Chromosomen, als den Kernen des Organismus, von dem der Samenfaden abstammt, sonst zukommen; beim Menschen also in 12. Die Chromosomen wachsen durch Fortsätze zu einem feinen Netzwerk aus. Zugleich scheidet sich aus dem Protoplasma der Eizelle Flüssigkeit aus, so daß der Kern des Spermatozoons nun genau wie das Kernbläschen einer ruhenden Zelle aussieht und dem Kerne der Eizelle zum Verwechseln ähnlich geworden ist. Es besteht kein Geschlechtsunterschied mehr zwischen den beiden Kernen. Auch ihre Größe ist in diesem Stadium vollkommen gleich. Während diese Veränderungen mit dem Kerne vorgehen, hat sich ein winziges Körperchen, das mit dem Kopfe des Spermatozoons in das Ei mit hereingebracht worden ist, mit einem Strahlenhofe umgeben und in zwei Körperchen geteilt. Jedes von diesen bekommt wieder einen Strahlenhof. Wir haben ohne Zweifel Gebilde vor uns, die genau den Zentralkörperchen oder Centrosomen der gewöhnlichen, in der Teilung begriffenen Zellen entsprechen. Während Eikern und Samenkern immer näher zusammenrücken, rücken die beiden Centrosomen auseinander. Die beiden Kerne fangen nun gleichzeitig an, Chromosomen zu bilden; der Kern des Eies genau so viele wie der Kern des Samenkörperchens, also ebenfalls nur halb so viele, als die Kerne der betreffenden Tierart sonst bilden. Diese Chromosomen ordnen sich in einer Ebene zusammen und teilen sich der Länge nach. Ihre Hälften werden durch die Fäden, die von den Centrosomen ausgegangen sind, auseinander- und gegen die Pole hingezogen; kurz, alles weitere verläuft genau so wie mit dem einen Kerne einer gewöhnlichen Zelle, die sich in indirekter Zellteilung befindet. Der einzige wahrnehmbare Unterschied ist nur der, daß die Hälfte der Chromosomen vom Eikern, die andere Hälfte vom Samenkern herrührt, und daß jedem Pole angenähert die Hälfte der väterlichen und der mütterlichen Kernsubstanz zugeführt wird, also jede der beiden Tochterzellen einen Kern bekommt, der zur Hälfte vom Vater, zur Hälfte von der Mutter abstammt. Da der Spermakern wie der Eikern halb so viele Chromosomen bildet als die Kerne der Körperzellen, so liefern beide zusammen ebensoviel Chromatin und Chromosomen, wie in einer normalen Zelle vorhanden ist, und jede der beiden Tochterzellen bekommt daher ebenfalls die normale Menge davon.
Jede der beiden Tochterzellen teilt sich nun in derselben Weise weiter, und jedesmal erhält jede der bei der Teilung neu entstehenden Enkel-, Urenkel-, Ururenkel- usw. Zellen ungefähr gleichviel mütterliches und väterliches Chromatin; die Hälfte ihrer Chromosomen ist väterlicher, die andere Hälfte mütterlicher Herkunft. Die Kernsubstanz jeder Zelle unseres Körpers stammt also halb vom Vater, halb von der Mutter her.
Dabei darf allerdings nicht übersehen werden, daß während der fortgesetzten Teilungen und Wachstumsvorgänge die Gesamtmasse des Chromatins sich ganz ungeheuer vermehrt hat. Die Substanzen, aus denen das neue Chromatin gebildet wurde, stammen natürlich aus der Nahrung; aber sie werden zuerst chemisch umgewandelt, assimiliert, dem ursprünglichen Chromatin gleichgemacht, bevor sie Teile der Zellkerne werden. Die Art dieser Umwandlung und Formung wird in einer noch nicht genügend aufgeklärten Weise durch die Beschaffenheit des ursprünglich ererbten Chromatins bestimmt.
Tafel 2.