Uralte Bäume konnten Wurzeln "rückwärts" wachsen lassen

Es ist nicht so, dass die Wurzeln physisch nach oben oder "rückwärts" wuchsen. Die Wissenschaftler sprechen von etwas anderem: Die seitlichen Wurzeln dieser alten Pflanzen bildeten sich in einem ungewöhnlichen Muster, das eher der Entwicklung von Sprossen ähnelt.

Details

Die Forscher untersuchten Stigmaria-Fossilien, also die unterirdischen Strukturen alter baumartiger Ebenen. Diese Pflanzen wuchsen in den Sumpfwäldern des Paläozoikums vor Hunderten von Millionen von Jahren und konnten mehrere Dutzend Meter hoch werden.

Ihre unterirdischen Teile wurden lange Zeit für Wurzeln gehalten. Auf der Oberfläche solcher Fossilien sehen Sie Reihen von kleinen Vertiefungen - Spuren davon, wo sich dünne Seitenwurzeln verzweigten.

Um zu verstehen, wie diese Strukturen im Inneren organisiert waren, verwendeten die Wissenschaftler die Mikrocomputertomographie. Das ist ähnlich wie ein medizinischer CT-Scan, aber mit einer viel höheren Auflösung. Diese Methode ermöglicht es Ihnen, die innere Struktur eines Fossils zu betrachten, ohne es zu zerstören.

Die Forscher haben drei gut erhaltene Exemplare gescannt und dreidimensionale digitale Modelle von ihnen erstellt. Dadurch konnten sie sehen, wie die Kanäle, die mit den seitlichen Stacheln verbunden waren, innerhalb der Hauptachse verliefen.

Das Ergebnis war unerwartet. Die Seitenwurzeln erschienen in der Nähe der Spitze der Wachstumsachse - ungefähr so, wie Pflanzen seitliche Strukturen an den Sprossen bilden. Bei modernen Wurzeln ist die Entwicklung normalerweise anders organisiert.

Deshalb spekulieren die Wissenschaftler, dass Stigmaria eine besondere Art von unterirdischem Organ gewesen sein könnte: keine gewöhnliche Wurzel im modernen Sinne, sondern eine Struktur, die sich aus einem Spross entwickelte und im Laufe der Zeit begann, eine Wurzelfunktion zu erfüllen.

Warum das wichtig ist

Die Entdeckung zeigt, dass antike Pflanzen die Aufgabe, zu wachsen und sich im Boden zu verankern, auf eine ganz andere Weise lösen konnten als moderne Bäume.

Heute scheint es für uns selbstverständlich zu sein, dass sich Wurzeln und Sprossen nach unterschiedlichen Regeln entwickeln. Aber die Fossilien von Stigmaria zeigen: In der fernen Vergangenheit konnten Pflanzen mit anderen Variationen in der Struktur experimentieren.

Das ist wichtig, um zu verstehen, wie die ersten großen Wälder entstanden sind. Baumähnliche Plaunas gehörten zu den Hauptpflanzen der Kohlemoore. Es waren solche Wälder, die später die Grundlage für viele Kohleflöze bildeten.

Wenn ihre 'Wurzeln' ungewöhnlich angeordnet waren, hilft das, besser zu verstehen, wie diese Pflanzen im sumpfigen Boden gehalten wurden, wie sie Wasser und Nährstoffe erhielten und warum sie in der Lage waren, riesige alte Wälder zu bilden.

Hintergrund

Stigmarien sind den Paläontologen schon lange bekannt. Bereits im 19. Jahrhundert erkannten Wissenschaftler, dass diese Strukturen mit uralten Bäumen wie Sigillaria und Lepidodendron verbunden waren. Sie wurden zusammen mit Baumstümpfen gefunden, was dazu beitrug zu beweisen, dass es sich bei den Kohlemoorwäldern um echte alte Wälder handelte und nicht nur um vom Wasser mitgebrachte Pflanzenansammlungen.

Doch lange Zeit blieb die Frage offen, ob es sich bei diesen unterirdischen Strukturen um dieselben Wurzeln wie bei modernen Pflanzen handelte oder ob sie etwas Ungewöhnlicheres darstellten.

Die neue Studie gibt die Antwort: Zumindest in den untersuchten Proben sah die Entwicklung tatsächlich ungewöhnlich aus und ähnelte der Arbeit eines Sprosses.

Gleichzeitig betonen die Wissenschaftler, dass bisher nur einige wenige Fossilien untersucht wurden. Daher ist es unmöglich zu behaupten, dass alle alten Bäume auf die gleiche Weise gewachsen sind. Aber die Entdeckung zeigt bereits, dass selbst bekannte Fossilien wichtige Details verbergen können.

Quelle

Die Studie von Michael P. D'Antonio und Co-Autoren wird in der Zeitschrift Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences im Jahr 2026 veröffentlicht: A shoot at the root? Einzigartige Entwicklung und Evolution des stigmarianischen apikalen Meristems. Die Wissenschaftler untersuchten Stigmaria-Fossilien mit Hilfe der Mikrocomputertomographie und zeigten, dass sich ihre unterirdischen Strukturen in einem ungewöhnlichen, "sprossartigen" Muster entwickelt haben könnten.