Zelldifferenzierung
Alle Zellen von vielzelligen Organismen gehen aus der Zygote hervor, die aus der Verschmelzung von Eizelle und Spermium entsteht. Aus dieser einen Zelle gehen im Laufe der Entwicklung alle verschiedenen spezialisierten Zellen hervor. Man spricht hier von der Zelldifferenzierung.
Nach der Verschmelzung von Eizelle und Spermium teilt sich die Zygote mehrfach. Bei diesem Zellhaufen spricht man von der Morula. Dies geschieht so lange, bis eine mit Flüssigkeit gefüllte, hohle Kugel entsteht. Dieses Stadium der embryonalen Entwicklung wird als Blastula bezeichnet. Durch die darauf folgende Gastrulation (Einstülpung) kommt es zur Bildung der drei Keimblätter, aus denen in späteren Stadien verschiedene Gewebetypen entstehen: Das Ektoderm liegt außen, aus ihm gehen im Laufe der weiteren Entwicklung die Haut und das Nervensystem hervor. Das Mesoderm liegt in der Mitte der Gastrula, es bildet später das Bindegewebe, die Muskeln und Knochen. Im Inneren liegt das Entoderm, aus dem später das Verdauungssystem und andere wichtige Drüsen hervorgehen.
Die Urkeimzelle, also die Zygote, besitzt die Eigenschaft, sich in einen vollständigen Organismus differenzieren zu können. Dies wird als totipotent bezeichnet. In den ersten Stadien der Entwicklung, also im Blastocystenstadium, werden die Zellen als pluripotent bezeichnet. Das bedeutet, dass sich die Zellen, die auch embryonale Stammzellen genannt werden, zwar noch in alle verschiedenen Gewebe, nicht jedoch in einen ganzen Organismus entwickeln können. Im weiteren Verlauf verlieren die Stammzellen auch diese Eigenschaft und werden multipotent. Aus ihnen können nur noch bestimmte Gewebe hergestellt werden. Hier spricht man auch von adulten Stammzellen, welche beim Menschen zum Beispiel für die Regeneration von Haut- oder Leberzellen zuständig sind.
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