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Die Vermehrung der Amoebe erfolgt ungeschlechtlich durch Teilung in zwei gleichgroße Tochterzellen. Zu Beginn der Teilung werden die Pseudopodien eingezogen, die Zelle kugelt sich ab, das Plasma verliert seine Durchsichtigkeit, und die kontraktile Vakuole verschwindet. Der eigentlichen Zellteilung muss aber in jedem Fall noch eine Kernteilung vorausgehen. Die ersten Schritte der Mitose werden im abgekugelten Zustand vollzogen. Oft ist dabei der Spindelapparat, der die Chromosomen mit Hilfe von winzigen Spindelfasern zu den Zellpolen zieht, nicht wie bei vielen anderen Zellen zu sehen, und auch die Kernhülle wird nicht aufgelöst; stattdessen streckt sich der Kern während der Teilung hantelfömig in die Länge. Die entstandene Kernteilungsachse bestimmt bei den einkernigen Arten wie Amoeba proteus die Teilungsrichtung für die Durchschnürung des Zellleibes: Die Teilungsebene steht nämlich im Normalfall senkrecht zur Kernteilungsachse. Doch erst wenn die Telophase der Mitose erreicht ist, streckt sich auch der Zellleib der Amoebe in die Länge, um sich anschließend in der Mitte durchzuschnüren. Pseudopodien an den entgegengesetzten Enden der entstehenden Tochterzellen ziehen die Teilungsprodukte schließlich auseinander. Selbstverständlich haben sich zuvor auch alle anderen Zellorganellen verdoppelt, denn diese müssen beim Teilungsvorgang gleichmäßig auf die Tochterzellen verteilt werden, damit die zwei entstehenden kleinen Amoeben zu sämtlichen lebenserhaltenden Prozessen fähig sind, wie sie zuvor die Mutterzelle vollführen konnte. Der beschriebene Teilungsvorgang ist am lebenden Objekt allerdings nur recht selten zu beobachten. Die entstandenen Tochterzellen nehmen eine Weile Nahrung zu sich, wachsen heran und teilen sich erneut, wenn sie eine bestimmte Größe erreicht haben. Da die Bestandteile der ursprünglichen Zelle in den Tochterzellen weiterleben, sind die Amoeben - wie andere Einzeller auch - potentiell unsterblich.

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