Wie entstehen Zwillinge?

Geschwister oder Klone

Jedes menschliche Leben entsteht aus einer einzigen Zelle. Wenn im Körper einer Frau zufällig zwei Eizellen zur selben Zeit reif geworden sind und jede von ihnen von einer Samenzelle befruchtet wird, wachsen zweieiige Zwillinge heran – sie sind sich genetisch nicht ähnlicher als normale Geschwister. Anders ist das bei eineiigen Zwillingen: sie entstehen aus einer einzigen befruchteten Eizelle, haben dieselbe genetische Ausstattung – und könnten daher auch als Klone bezeichnet werden. Doch auch bei diesen eineiigen Zwillingen gibt es Unterschiede in der Entwicklung, je nachdem, wann sie entstanden sind.

Eineiige Zwillinge: zwei Leben aus einer Zelle

Sobald die Eizelle befruchtet ist, beginnt sie sich zu teilen. Am dritten Schwangerschaftstag ist sie zu einem kugeligen Zellhaufen geworden. Alle Zellen darin können sich noch in jedes erdenkliche Gewebe oder Organ verwandeln, in der Biologie heißt diese Eigenschaft Totipotenz. Nach dem dritten Tag organisieren sich diese Zellen neu: Sie bilden eine äußere und eine innere Zellschicht. Diese Schichten haben später verschiedene Aufgaben. Aus der äußeren Zellschicht entstehen ein Teil des Mutterkuchens und der Dottersack. Die innere Zellschicht wird zur Fruchtblase und zum eigentlichen Embryo - zunächst als Vorform, als Embryonalanlage. Manchmal aber entstehen aus der befruchteten Eizelle zwei solcher Anlagen. Je nachdem, zu welchem Zeitpunkt das geschieht, ergeben sich unterschiedliche Entwicklungsmöglichkeiten für die beiden Kinder.

Eine Frage des Zeitpunktes

Entstehen die Zwillinge bis zum dritten Schwangerschaftstag, gibt es zwei voneinander unabhängige Fruchtanlagen, die sich später auch an verschiedenen Stellen in der Gebärmutter einnisten. Die Embryos haben dann jeweils eine eigene Fruchtblase und werden von einem eigenen Mutterkuchen ernährt. Etwa ein Drittel aller eineiigen Zwillinge wächst so heran.

Weitaus häufiger ist eine Trennung zwischen dem vierten und siebten Tag. In diesen Fällen teilen sich die Embryos zwar einen Mutterkuchen, die Fruchtblasen entwickeln sich aber unabhängig voneinander. Mehr als 60 Prozent aller eineiigen Zwillinge ist auf diese Weise entstanden.
Bis zum vierten Tag ist die Fruchtanlage von einer festen Hülle, der so genannten Glashaut, umgeben. Die Zellen teilen sich zunächst innerhalb dieser Umhüllung und wachsen nur in der Anzahl, nicht aber in der Größe. Etwa um den vierten Tag herum muss die Fruchtanlage dann aus der Haut schlüpfen, um sich in der Gebärmutterschleimhaut einnisten zu können. Am fünften bis sechsten Tag ist das geschafft, und die Fruchtanlage stellt eine Verbindung zum Kreislauf der Mutter her.

Um den achten bis zwölften Tag entwickelt sich die Keimscheibe, auf der der Embryo heranwächst. Die Ernährungsanlagen sind zu diesem Zeitpunkt schon fertig ausgebildet. Auch in dieser Zeit kann es zu einer Trennung kommen. Das ist allerdings extrem selten, die Zwillinge teilen sich dann eine Plazenta und eine Fruchtblase. Nur etwa zwei Prozent aller Zwillinge trennen sich nach dem siebten Tag. Eine Trennung in dieser Phase ist auch gefährlich, sie ist nach dem 13. Tag oft nicht mehr vollständig, so dass die Embryos zusammengewachsen sind – und als siamesische Zwillinge zur Welt kommen.

Auslöser ist noch unbekannt

Warum sich die Fruchtanlage überhaupt teilt, weiß man noch nicht, Fachleute diskutieren drei Ursachen: Zum einen kann es sein, dass bestimmte Oberflächenmoleküle auf den Zellen, die normalerweise den Zellverbund zusammenhalten, nicht mehr richtig funktionieren. Zum anderen können Mutationen im Erbgut dazu führen, dass sich die Zellen untereinander nicht mehr als zusammengehörig erkennen und abstoßen. Eine dritte mögliche Erklärung ist, dass beim Schlüpfen der Fruchtanlage aus der Glashaut ein mechanischer Impuls die Trennung auslöst.

Zwillinge – häufiger als man denkt?!

Bei vier von tausend Schwangerschaften kommen eineiige Zwillinge zur Welt; insgesamt kommen auf tausend Schwangerschaften etwa 15 bis 20 Mehrlings-Geburten. Doch man weiß inzwischen, dass eigentlich deutlich mehr Zwillinge geboren werden müssten. Das zeigen die Ultraschall-Untersuchungen: Von 100 in der 10. Schwangerschaftswoche als Zwillinge diagnostizierten Kindern kommen 60 schließlich doch als Einzelkinder zur Welt. Experten gehen davon aus, dass – würden alle Zwillinge überleben – acht von tausend Geburten eine Zwillingsgeburt wäre, nicht nur vier. Rein rechnerisch hätte dann jeder Dreißigste einen Zwillingsbruder oder eine Zwillingsschwester.

Reger Austausch unter Zwillingen

Wenn Zwillinge über den Mutterkuchen Zellen austauschen, kann auch eine Frau in bestimmten Organen einen männlichen Chromosomensatz mit Y-Chromosom haben

Zwillinge sind sich manchmal noch näher als man denkt – sie tauschen gelegentlich sogar Zellen miteinander aus. Mediziner nennen sie dann "Chimären" – ein Sonderfall der Natur. Der Begriff stammt aus den antiken Sagen und bezeichnet dort ein Feuer speiendes Ungeheuer, ein Mischwesen aus verschiedenen Tieren. In der modernen Medizin und Biologie verwendet man die Bezeichnung für Zellgebilde mit unterschiedlichem Erbmaterial. So könnte man etwa Patienten nach einer Organtransplantation als Chimären bezeichnen: Neben ihren Zellen mit eigenem Erbmaterial haben sie im neuen Organ Zellen mit dem Erbmaterial des Organspenders. Auf natürlichem Weg entstehen Chimären im Mutterleib: Wenn sich die Zwillinge einen Mutterkuchen teilen oder ihre beiden Mutterkuchen nah nebeneinander liegen, kommt es zu Verbindungen der Blutgefäße zwischen den Embryos. Mit dem Blut können dann Zellen von einem Körper zum anderen gelangen.

Da in der frühen Entwicklungsphase das Immunsystem noch nicht richtig ausgeprägt ist, können sich die eigentlich fremden Zellen im Körper ansiedeln. Wahrscheinlich geschieht dieser Zellaustausch recht häufig, bei eineiigen Zwillingen mit identischem Erbmaterial fällt er aber nicht auf. Je nachdem, wie viele fremde Zellen sich dann im Körper tatsächlich ansiedeln, können verschiedene Ausprägungen zustande kommen, von unterschiedlich gefärbten Hautarealen bis hin zu unterschiedlichen Blutgruppen.

Ein ungewöhnlicher Fall wurde im Jahr 2001 aus der Universitätsklinik Magdeburg bekannt. Hier fiel Ärzten auf, dass das Blut einer Frau den männlichen Chromosomensatz enthielt – mit Y-Chromosomen, obwohl sie als Frau doch eigentlich nur X-Chromosomen im Körper haben dürfte. Zwar gibt es recht häufig Menschen, die rein genetisch Männer, äußerlich aber Frauen sind, und umgekehrt. Meistens können sie aber keine Kinder zeugen oder bekommen – die Magdeburger Patientin hatte aber schon Kinder geboren. Eine Bauchspiegelung zeigte, dass sie anatomisch eine ganz normale Frau mit Eierstöcken und Gebärmutter war. In diesen Organen fand sich auch die weibliche Ausstattung der Zellen mit zwei X-Chromosomen. Als die Ärzte nachfragten, berichtete die Patientin davon, dass sie einen Zwillingsbruder hatte. Das war die Erklärung: Offensichtlich hatte die Frau noch im Mutterleib als Embryo Zellen von ihrem Bruder erhalten. In diesem Fall müssen es Knochenmarkszellen gewesen sein, denn die stellen das Blut her – und deswegen hatten ihre Blutzellen den männlichen Chromosomensatz.