Wählt die Eizelle das Spermium aus? Was die Forschung wirklich zeigt
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In der Schule klang die Geschichte so: Millionen Spermien starten ein Wettrennen, das schnellste erreicht die Eizelle zuerst und gewinnt. Der wichtigste Teil dieser Erzählung ist falsch.
Die Eizelle ist keine Ziellinie, sondern ein Filter. Sie wartet nicht passiv darauf, was ankommt: Sie ruft Spermien chemisch, sie ruft nicht alle gleich stark, und sobald eines drinnen ist, schlägt sie die Tür innerhalb von Sekunden zu.
Zwanzig Jahre Forschung haben dieses Bild Schritt für Schritt geschärft. Unten steht, was bekannt ist — und, mindestens ebenso wichtig, was es nicht bedeutet.
Dieser Text gibt wissenschaftliche Befunde aus der Reproduktionsbiologie wieder. Er ersetzt keine medizinische Beratung, Diagnose oder Behandlung. Bei persönlichen Fragen zu Kinderwunsch oder Fruchtbarkeit wenden Sie sich bitte an eine Ärztin oder einen Arzt.
Warum die Wettrennen-Erzählung falsch ist
Der Fehler liegt nicht im Wort „Rennen”. Er liegt in der Annahme darüber, wer die Regeln des Rennens aufstellt.
Hunderte Millionen Spermien machen sich auf den Weg. In die Nähe der Eizelle gelangen einige Hundert bis einige Tausend. Diese gewaltige Differenz ist nicht das Ergebnis eines Geschwindigkeitswettbewerbs, sondern die Folge davon, dass der weibliche Genitaltrakt von Anfang bis Ende ein Filter ist.
Mehrere getrennte Mechanismen leiten und sieben die Spermien:
- Rheotaxis: Spermien schwimmen bevorzugt gegen die Flüssigkeitsströmung, was jene aussortiert, die in die richtige Richtung unterwegs sind.
- Thermotaxis: Der Bereich um die Eizelle ist etwas wärmer als die Umgebung, und Spermien orientieren sich an diesem Unterschied.
- Chemotaxis: Chemische Signale aus der Umgebung der Eizelle ziehen Spermien zur Quelle. Hier liegt der eigentliche Punkt.
Es heißt also nicht „das schnellste gewinnt”, sondern: Eine Handvoll Spermien, die sich richtig ausrichten, das Signal lesen und die Filterung überstehen, erreicht das Finale.
Wie die Eizelle ruft
Wenn die Eizelle den Eierstock verlässt, ist sie nicht allein: Sie ist von einer Wolke aus Kumuluszellen umgeben. Einer der Hauptstoffe, die diese Zellen abgeben, ist Progesteron.
Während die Kumuluszellen Progesteron abgeben, bildet sich um die Eizelle ein Konzentrationsgradient — wie eine Duftspur, die zur Quelle hin stärker wird. Spermien nehmen diesen Gradienten wahr und schwimmen zur höheren Konzentration. Die zugrunde liegenden Signalwege sind beschrieben: Zuerst läuft eine Kaskade über zyklisches AMP, danach folgt die Kalziummobilisierung.
Entscheidend ist: Das Signal kommt von der Seite der Eizelle. Spermien treiben nicht zufällig umher und stoßen irgendwann auf eine Eizelle. Sie gehen dorthin, wohin sie gerufen werden.
Die eigentliche Frage: gilt der Ruf für alle gleich
An diesem Punkt hat eine 2020 veröffentlichte Studie das Bild verändert.
Forschende der Manchester Metropolitan University und der Universität Stockholm verglichen in Proceedings of the Royal Society B Follikelflüssigkeit von Frauen — jene Flüssigkeit, in der die Eizelle heranreift und die Lockstoffe enthält — mit Spermien verschiedener Männer.
Der Befund: Follikelflüssigkeit verschiedener Frauen zieht die Spermien verschiedener Männer konsistent unterschiedlich stark an. Die Flüssigkeit der einen Frau zog die Spermien des einen Mannes stärker an, die einer anderen die eines anderen. Das war keine zufällige Streuung, sondern ein wiederholbares Muster.
Am meisten diskutiert wurde der zweite Befund: Diese chemische Vorliebe deckte sich nicht mit der Partnerwahl der Frau. Die von der Follikelflüssigkeit am stärksten angezogenen Spermien waren nicht zwangsläufig die des Partners.
Die Forschenden ordneten das als kryptische weibliche Wahl ein: eine Selektivität, die nach der Paarung auf Ebene der Keimzellen und unabhängig von bewusster Präferenz wirkt.
Was dieser Befund nicht bedeutet
Dieser Abschnitt ist so wichtig wie der Befund selbst, denn hier wird in Schlagzeilen am stärksten verzerrt.
Er bedeutet nicht „die Eizelle sucht das beste Kind aus”. Die Studie zeigte einen Unterschied in der Anziehungsstärke. Sie zeigte nicht, ob sich dieser Unterschied in Befruchtungserfolg, Fortbestand einer Schwangerschaft oder Gesundheit eines Kindes übersetzt.
Er bedeutet nicht, dass Sie mit Ihrem Partner „nicht zusammenpassen”. Dass Follikelflüssigkeit die Spermien eines anderen Mannes stärker anzieht, heißt nicht, dass ein Paar keine Kinder bekommen kann. Milliarden Menschen sind nicht trotz dieses Mechanismus entstanden, sondern mit ihm.
Er stammt aus dem Labor. Das Experiment brachte Flüssigkeit und Spermien unter kontrollierten Bedingungen zusammen. Wie viel davon in der komplexen Umgebung des Körpers erhalten bleibt, ist eine eigene Frage.
Er ist kein Test und kein Screening. Es gibt kein klinisches Verfahren, das „Follikelflüssigkeits-Kompatibilität” misst und Paaren Empfehlungen gibt. Das ist Grundlagenforschung.
Nachdem ein Spermium eingedrungen ist: die Tür schließt sich
Die Selektivität endet nicht beim Ruf. Die eigentliche Entscheidung fällt im Moment des Kontakts.
Die Eizelle ist von einer Glykoproteinhülle umgeben, der Zona pellucida. Ein Spermium muss diese Hülle durchdringen, und der Durchgang ist nicht frei: Es muss an bestimmte Proteine dieser Hülle binden können.
Sobald ein Spermium drinnen ist, reagiert die Eizelle binnen Sekunden, und die Hülle härtet aus. Mindestens drei Mechanismen sind beschrieben:
- Das Enzym Ovastacin spaltet das Protein ZP2 in der Hülle und zerstört damit die Bindungsstelle für Spermien — das Schloss wird ausgebaut.
- Aus den kortikalen Granula freigesetztes Zink (der „Zinkfunke”) stört die Beweglichkeit sich nähernder Spermien.
- Transglutaminase-2 vernetzt ZP3-Proteine und versteift die Hülle physikalisch.
Das ist der Polyspermieblock, und er hat eine lebenswichtige Funktion: Eine Eizelle, in die mehr als ein Spermium eindringt, trägt zu viele Chromosomen und kann sich nicht entwickeln. Dass die Eizelle „die Tür zumacht”, ist also keine Frage der Vorliebe, sondern die Bedingung dafür, dass ein Embryo überhaupt existieren kann.
Was auf der Seite der Spermien passiert
Die Selektivität ist nicht einseitig. Auch Spermien müssen einen Reifungsprozess durchlaufen, bevor sie befruchten können: die Kapazitation. Während ihrer Zeit im weiblichen Trakt verändert sich ihre Membran und ihr Schwimmverhalten, und nur wer diese Veränderung abschließt, wird befruchtungsfähig.
Am Ende wird also auf beiden Seiten aussortiert: die Spermien, die den Weg nicht schaffen, und jene, die die Tür nicht öffnen können.
Was das für Kinderwunsch und IVF bedeutet
Dieses Forschungsfeld hat sich nicht in eine Behandlung übersetzt. Es liefert aber einen Rahmen dafür, warum manchen Paaren „unerklärte Unfruchtbarkeit” attestiert wird: Selbst wenn Spermienzahl und Beweglichkeit unauffällig aussehen, kann die Passung auf Ebene der Keimzellen ein Faktor sein.
Die intrazytoplasmatische Spermieninjektion (ICSI) hat in diesem Bild einen eigenen Platz. Dabei wird das Spermium direkt in die Eizelle gebracht, sodass sowohl der Weg als auch die Hülle übersprungen werden — beide Ebenen der natürlichen Selektivität fallen also weg. Das ist kein Mangel des Verfahrens, sondern einer der Gründe, warum es nur dort eingesetzt wird, wo es nötig ist.
Häufige Fragen
Wählt die Eizelle das Spermium aus? Nicht im Alltagssinn von „auswählen”, passiv ist sie aber auch nicht. Sie zieht Spermien mit chemischen Signalen an, und diese Anziehung ist nicht bei allen Männern gleich stark. Außerdem verhindert sie aktiv, dass nach dem ersten weitere eindringen.
Gewinnt das schnellste Spermium? Nein. Geschwindigkeit allein entscheidet nicht. Ausrichtung, das Lesen des Signals und das Überstehen der Filterung wiegen schwerer.
Wie viele Spermien erreichen die Eizelle? Von hunderten Millionen gelangen nur einige Hundert bis einige Tausend in die Region der Eizelle.
Wie zieht die Eizelle Spermien an? Die sie umgebenden Kumuluszellen geben Progesteron ab, das einen Konzentrationsgradienten bildet. Spermien nehmen ihn wahr und schwimmen zur höheren Konzentration.
Was hat die Follikelflüssigkeits-Studie genau gezeigt? Die 2020 in Proceedings of the Royal Society B veröffentlichte Arbeit zeigte, dass Follikelflüssigkeit verschiedener Frauen die Spermien verschiedener Männer konsistent unterschiedlich stark anzieht und dass diese Vorliebe sich nicht mit der Partnerwahl deckte.
Heißt das, ich passe nicht zu meinem Partner? Nein. Gemessen wurde die Anziehungsstärke, nicht der Erfolg beim Schwangerwerden. Daraus folgt kein klinischer Test und keine Empfehlung.
Warum kann nur ein Spermium eindringen? Eine Eizelle mit mehr als einem Spermium trägt zu viele Chromosomen und kann sich nicht entwickeln. Deshalb härtet die Eizelle sofort nach dem ersten ihre Hülle und schließt die übrigen aus.
Was ist die Zona pellucida? Die Glykoproteinhülle um die Eizelle. Ein Spermium muss an sie binden und sie durchdringen; unmittelbar nach der Befruchtung härtet sie aus und schließt die Tür.
Wie funktioniert der Polyspermieblock? Drei Mechanismen zusammen: Ovastacin spaltet die ZP2-Bindungsstelle, aus kortikalen Granula freigesetztes Zink stört sich nähernde Spermien, und Transglutaminase-2 vernetzt ZP3 und versteift die Hülle.
Was ist Kapazitation? Die Reifung, die Spermien im weiblichen Trakt durchlaufen und die sie befruchtungsfähig macht. Ohne sie kann kein Spermium die Eizelle befruchten.
Wird davon etwas bei der IVF genutzt? Nicht als Test. Bei der ICSI wird das Spermium jedoch direkt in die Eizelle gebracht und überspringt damit die hier beschriebenen natürlichen Auswahlschritte.
Sind Zwillinge eine Ausnahme? Nein. Zweieiige Zwillinge entstehen aus zwei Eizellen und zwei Spermien; eineiige aus einer befruchteten Eizelle, die sich später teilt. In beiden Fällen gilt: eine Eizelle, ein Spermium.
Bestimmt die Eizelle das Geschlecht? Nein. Das Geschlecht hängt davon ab, ob das befruchtende Spermium ein X- oder ein Y-Chromosom trägt. Dass die Eizelle diese Wahl trifft, ist nicht belegt.
Quellen
- Fitzpatrick JL u. a. — Chemical signals from eggs facilitate cryptic female choice in humans. Proceedings of the Royal Society B, 2020. https://royalsocietypublishing.org/rspb/article/287/1928/20200805/85674/Chemical-signals-from-eggs-facilitate-cryptic
- Volltext derselben Studie (PMC-Archiv). https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7341926/
- Teves ME u. a. — Molecular mechanism for human sperm chemotaxis mediated by progesterone. PLOS ONE. https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371%2Fjournal.pone.0008211
- Que EL u. a. — Zinc sparks induce physiochemical changes in the egg zona pellucida that prevent polyspermy. https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC5439353/
