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Heterothallisch Organismen kommen in Pilze und Oomyceten. Diese Organismen können sich nicht selbst befruchten, sondern sind auf einen genetisch anderen Partner angewiesen. Außerdem müssen die Paarungsarten unterschiedlich sein, wenn mehr als zwei Paarungsarten vorhanden sein können.
Pilze
Nach der Paarung von zwei verschiedenen Hyphen entsteht als Gametangium, in dem die Gameten geprägt sein.
Oomyceten
Nach der Befruchtung von a Oogonium von z. B. Typ A1 mit a Antheridium werden zum Beispiel Typ A22 Oosporen gebildet.