Im Großen und Ganzen ist der Befruchtungsprozess das Mittel, durch das Leben reproduziert wird, oder zumindest der allererste Schritt dieses größeren Phänomens. Das Leben auf der Erde besteht im Allgemeinen aus zwei unterschiedlichen Teilen: dem genetischen Material eines männlichen und eines weiblichen Elternteils. Dies gilt für Tiere ebenso wie für Pflanzen. Der biologische Begriff für die Vereinigung dieser Materialien ist Befruchtung. Beim Menschen und den meisten anderen Säugetieren erfolgt die Befruchtung durch Geschlechtsverkehr, wenn das männliche Sperma auf die weibliche Eizelle trifft. Bei Reptilien, Vögeln und Fischen handelt es sich normalerweise auch um Sperma und Ei, da die Kreuzung und der eigentliche Befruchtungsprozess normalerweise nicht so rationalisiert sind. Manchmal legt das Weibchen die Eier lange bevor das Männchen sie befruchtet, oder sie wird durch einen tatsächlichen Kopulationsakt befruchtet. Pflanzenbefruchtung geschieht normalerweise, wenn Pollen und andere Materialien aus dem männlichen Teil einer Pflanze in einen weiblichen Teil eingebracht werden, oft mit Hilfe von Bienen oder anderen Insekten.
Bei Menschen und anderen Säugetieren
Beim Menschen und den meisten anderen Säugetieren erfolgt die Befruchtung am häufigsten, wenn der Geschlechtsverkehr während der „fruchtbaren“ oder Ovulationsperiode einer Frau stattfindet. Unterschiedliche Tiere haben unterschiedliche Zyklen, wobei manche nur einmal im Jahr einen Eisprung haben; Menschen haben normalerweise einmal im Monat einen Eisprung. Eine geschlechtsreife Frau ist normalerweise am 14. Tag ihres Menstruationszyklus fruchtbar. Einige Tage vor dem Eisprung der Frau sondert ihr Gebärmutterhals Schleim ab, der es den Spermien ermöglicht, schneller zur Gebärmutter und in die Eileiter zu gelangen. Während des Eisprungs wird eine reife Eizelle vom Eierstock in den Eileiter abgegeben. Für etwa 12 bis 24 Stunden ist die reife Eizelle bereit für die Befruchtung.
Spermien, die in der Vagina freigesetzt werden, wandern in Richtung der Gebärmutter zum Eileiter, um das Ei zu suchen. Hunderttausende von Spermien können während der Ejakulation freigesetzt werden, aber nur einer kann in die Eizelle eindringen und den Prozess in Gang setzen. Menschliche Spermien können 48 bis 72 Stunden im weiblichen Fortpflanzungstrakt am Leben bleiben und die Eizelle befruchten, sobald der Eisprung stattfindet. Wenn Sperma und Ei zusammentreffen, wird eine Zygote gebildet.
Zygotische Entwicklung
Die Zygote durchläuft dann eine Zellteilung und wird ein Embryo. Innerhalb von fünf bis sieben Tagen wird der Embryo in die Gebärmutter eingepflanzt. Nach der Einnistung durchläuft der Embryo viele Entwicklungsstadien, die zumindest beim Menschen innerhalb von etwa neun Monaten im Mutterleib abgeschlossen sind. Während der Schwangerschaft schüttet der weibliche Körper ein bestimmtes Hormon aus, das humane Choriongonadotropin-Hormon (hCG), das im Urin und im Blut nachgewiesen werden kann. Ein positiver Schwangerschaftstest zu Hause nach einer ausbleibenden Menstruation zeigt in der Regel an, dass die Befruchtung erfolgreich war.
Künstliche Befruchtung
Der Befruchtungsprozess kann auch außerhalb der Gebärmutter durch In-vitro-Fertilisation (IVF) erfolgen. Wissenschaftler führen dieses Verfahren normalerweise nur dann durch, wenn Paare nicht in der Lage sind, auf natürliche Weise schwanger zu werden, obwohl es manchmal auch von Tierpflegern und anderen Tierpflegern verwendet wird, um Tiere zu züchten, die in Gefangenschaft gehalten werden. In diesen Situationen sind traditionelle Befruchtungsmethoden möglicherweise nicht möglich, wenn die männlichen und weiblichen Tiere weit entfernt leben oder wenn sie durch die Veränderungen, die für die natürliche Paarung erforderlich sind, traumatisiert sind.
IVF wird normalerweise in einem Labor durchgeführt, in dem reife Eizellen aus den Eierstöcken des Weibchens und Spermien des Männchens zur Befruchtung in eine geschlossene Schale gelegt werden. Alle Embryonen, die sich daraus ergeben, werden dann in die Gebärmutter der Frau implantiert und können sich auf natürliche Weise entwickeln und wachsen. Babys, die aus diesem Prozess geboren werden, werden manchmal als „Retortenbabys“ bezeichnet.
Bei Nicht-Säugetieren
Es gibt verschiedene Arten, wie sich Reptilien, Vögel und andere Nicht-Säugetiere wie Fische fortpflanzen. Im Allgemeinen legen diese Kreaturen Eier, anstatt lebende Babys zur Welt zu bringen. Eier werden manchmal befruchtet, während sie sich noch in der Mutter befinden, aber sie können auch später befruchtet werden; vieles hängt vom Tier und den Umständen ab. In den meisten Fällen ist die Embryonalentwicklung und das Wachstum von diesem Zeitpunkt an jedoch mehr oder weniger analog zum Menschen, obwohl es sich eher in einer Eizelle als in einer Gebärmutter befindet.
In Pflanzen
Der Prozess der Pflanzendüngung ist oft auffallend anders. Es gibt nicht nur kein Sperma und keine Eizelle, es gibt normalerweise auch kein identifizierbares „Baby“. Pflanzen haben jedoch genetisches Material, das eindeutig sowohl männlich als auch weiblich ist, das sich zusammenfügen muss, damit die Fortpflanzung stattfinden kann. Viele Pflanzen haben diese beiden Teile. Daher sind Blumen, Bäume und Sträucher normalerweise nicht männlich oder weiblich, sondern oft sowohl männlich als auch weiblich.
Die Befruchtung beinhaltet in diesen Fällen fast immer die Übertragung von Pollen vom Staubblatt oder dem männlichen Teil der Pflanze auf die Narbe oder den weiblichen Teil; es wird normalerweise dann in den Stempel transportiert, der im Grunde der Eierstock der Pflanze ist. Das Ergebnis ist normalerweise eine Frucht, Blüte oder Knospe, die selbst eine Nachbildung des genetischen Materials enthält – oft als Samen oder eine neue Pollenkonfiguration –, die dazu beitragen kann, dass der Prozess in einer anderen Generation wieder beginnt.