Neues von den karbonischen Bärlappbäumen

Ganz außergewöhnlich gebaut waren die Bärlappbäume (Lepidophyten), die hauptsächlich aus karbonischen Sedimentgesteinen als Fossilien bekannt sind. Diese Bäume bildeten die Hauptmasse der kohlebildenden Vegetation im Oberkarbon mit 60-95 % der Biomasse der eingebetteten und zu Kohle umgewandelten Vegetation (Hetherington et al. 2016); sie sind auch aus dem älteren Oberdevon und Unterkarbon bekannt. Die gute und häufige Erhaltung wird darauf zurückgeführt, dass die Bäume in „wasserdurchtränkten“ Biotopen wuchsen. Auch wenn es in der Fachwelt nicht vertreten wird, so sprechen doch sehr viele anatomische Besonderheiten dafür, dass diese Bäume schwimmende Wälder und zusammen mit anderen Pflanzen ein ganz einzigartiges, heute nicht mehr existierendes Ökosystem bildeten (viele Belege dafür sind in Junker 2000 zusammengestellt; vgl. Abb. 1).

Abb. 1: Der Karbonschwimmwald als Lebensraum artenreicher Flora und Fauna. Die basalen (Unterwasser-)Organe erweisen sich nun als noch deutlich stärker verflochten als bisher bekannt. (Zeichnung: Robert Geiter)

Mit bis zu 50 m Höhe hätten sie es locker mit heutigen Bäumen aufnehmen können, waren jedoch sehr schlank und besaßen nur schüttere Kronen, sodass ihr Bau fast stangenförmig war. Neben sonstigen anatomischen Besonderheiten sind besonders die langen, ziemlich waagerecht ausstreichenden basalen Organe, die sogenannten Stigmarien (Abb. 2), zu nennen. In ihrer Anatomie glichen sie den Stämmen, sodass sie nicht als Wurzeln bezeichnet werden können.

Abb. 2: Stigmarie mit Abbruchnarben der Appendices und deren Abdrücke. (Steinbruch Rauen bei Witten, Foto: R. Junker)

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Abb. 3: Rekonstruktion von Stigmarien mit 4-5-fach verzweigten feinen Anhängseln, die bis zu 90 cm lang und wenige Millimeter dick waren. (Aus Hetherington et al. 2016, © PNAS)

Die Stigmarien waren rundum flaschenbürstenartig mit Anhängseln (Appendices, vgl. Abb. 2) besetzt, die wie auch die Stigmarien hohl waren, an einer vorgebildeten Trennschicht abgeworfen werden konnten und 75 % und mehr der Pflanzenmasse des Stigmariensystems bildeten (Phillips & DiMichele 1992, 569). Insbesondere das Abtrennen der rundum angeordneten Appendices könnte nicht verstanden werden, wenn die Bäume in mehr oder weniger festem Erdreich gestanden hätten.

Die als Abdrücke und in Torfdolomitknollen erhaltenen Appendices wurden kürzlich erneut genauer untersucht (Hetherington et al. 2016). Bisher war angenommen worden, dass sie weitgehend unverzweigt waren. Nun stellte sich heraus, dass sie sehr komplex gebaut waren. Die Anhänge der Stigmarien waren bis zu vierfach gabelig verzweigt, so dass ca. 25 600 Würzelchen pro Meter Stigmarium ausgebildet waren (vgl. Abb. 3). Erstaunlicherweise entspricht ihr Bau damit weitgehend dem Bau bei der einzigen heute lebenden mit den Bärlappbäumen verwandten, aber krautförmigen Gattung Isoetes (Brachsenkraut). Die Architektur der basalen Organe von Isoetes ist so ähnlich, dass Hetherington et al. (2016) schließen, dass sich dieses System seit der Karbonzeit unverändert erhalten hat. Die kleinwüchsigen Brachsenkräuter leben als Wasser- oder Sumpfpflanzen in Seen, Teichen, Flüssen, Sumpfgebieten und in kurzlebigen Pfützen (Gifford & Foster 1989, 154).

Die verzweigten Anhänge der Stigmarien sind bis zu 90 cm lang und ermöglichten eine gute Verankerung – so Hetherington et al. (2016). Es könnte aber auch sein, dass sie zur Vernetzung und Stabilität beitrugen, falls es sich um Schwimmwälder gehandelt hat, wofür wie erwähnt zahlreiche Indizien sprechen, die kaum mit einem Wuchs in festem Boden vereinbar sind. Dazu passt, dass die Stigmarien bis zu 12 Meter ausstrichen, mit Nachbar-Stigmarien verflochten waren und die Bäume sehr dicht standen (Hetherington et al. 2016, 4).

R. Junker

[Gifford EM & Foster AS (1989) Morphology and evolution of vascular plants. 3rd ed. New York • Hetherington AJ, Berry CM & Dolan L (2016) Networks of highly branched stigmarian rootlets developed on the first giant trees. Proc. Natl. Acad. Sci. 113, 6695-6700 • Junker R (2000) Samenfarne, Bärlappbäume, Schachtelhalme. Pflanzenfossilien des Karbons in evolutionstheoretischer Perspektive. Studium Integrale. Holzgerlingen • Phillips TL & DiMichele WA (1992) Comparative ecology and life-history biology of arborescent lycopsids in Late Carboniferous swamps of Euramerica. Ann. Miss. Bot. Gard. 79, 560-588]