Sporen des Madenfarns Scolecopteris

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Die Blättchen und Sporenkapseln des "Madenfarns" Scolecopteris sind die häufigsten Fossilien in den Hornsteinen des Döhlener Beckens, aber die zugehörigen reifen Sporen sind nur selten deutlich zu sehen. Öfter sieht man unreife Sporen im Inneren der Sporangien, die möglicherweise nicht die volle Größe erreicht haben.
Die Sporen entstehen wie bei allen Farnen zu je 4 in nahezu kugelförmigen Körnchen (Tetraden), wo sie symmetrisch so angeordnet sind, dass jede Spore mit 3 Flächen an den drei anderen anliegt. Die 3 ebenen Flächen einer Spore geben dort, wo 2 aneinander grenzen, 3 Kanten, die eine stumpfe Spitze bilden. Das ist zu sehen, nachdem die Tetraden zu einzelnen Sporen zerfallen sind. Wegen der Symmetrie erinnern die 3 Kanten an einen Mercedesstern. Jede Spore hat damit eine dreizählige Drehachse.
Es ist zu erwähnen, dass solche "Sterne" auch an den 4 Stellen der Oberfläche der Sporentetrade vorhanden sind, wo 3 Sporen aneinander grenzen. (Deshalb sind sichtbare Sterne an zufällig orientierten Tetraden 4mal häufiger zu erwarten als an zufällig orientierten Sporen.) Nach dem Zerfall der Tetraden in die einzelnen Viertelkugeln werden diese etwas mehr kugelig, wobei deren stumpfe Spitze noch stumpfer wird. Bei schwacher Vergrößerung ist dann oft schwer zu unterscheiden, ob nahezu kugelige Tetraden oder nahezu kugelige Sporen vorliegen. Deshalb werden alle nahezu kugeligen Körnchen in den Sporangien und außerhalb hier einfach als Sporen bezeichnet.

Abb.1 (oben): Querschnitte zweier benachbarter Fiederblättchen des Madenfarns Scolecopteris elegans aus dem Döhlener Becken, Unter-Rotliegend, mit gefüllten Sporenkapseln, unten wahrscheinlich Mikrobenschleim ohne relevante Struktur. Bildbreite 4.3mm.

Abb.2 (rechts): Querschnitt eines Fiederblättchens des Madenfarns, Ausschnitt aus Abb.1. Bildbreite 2.15mm.

Die Gewebestruktur der Fiederblättchen und Sporenkapseln ist fast ganz verschwunden, die Gewebe sind nun durchsichtig. In Abb.2 sieht man rechts die Füllungen zweier Sporangien durch deren trübe durchsichtige Wände. In Abb.1 ist das große Sporangium rechts längs eines schmalen Streifens aufgeschnitten. Daneben sieht man die Sporen durch die Wand hindurch. Reste der Zellstruktur des Blättchens sind in Abb.2 undeutlich sichtbar.

Es ist auffällig, dass der obere Rand des Blättchens sehr deutlich im Bild erscheint. Dazu haben Biologie, Chemie, Mechanik und Optik beigetragen: Wie alle Landpflanzen hat auch dieser Farn mittels einer dünnen Kutikula auf der Epidermis sich vor dem Austrocknen geschützt. Die Kutikula besteht aus sehr widerstandsfähigen organischen Polymeren, die geologische Zeiten überdauern können. Die Bindung zwischen Polymer und Chalzedon bleibt schwach. Bei mechanischer Belastung, z.B. durch Schrumpfen, wirkt die Grenzfläche zwischen Polymer und Chalzedon als leichter Rissweg, wo ein Riss entstehen kann oder ein ankommender Riss entlang geführt wird. Wenn der Riss nicht viel enger ist als die Lichtwellenlänge, reflektiert er das auftreffende Licht, was den scharfen Kontrast an der Oberseite des Blättchens bewirkt. 

Abb.3 (unten): Längsschnitt zweier Sporangien des Madenfarns, Ausschnitt aus Abb.1,2.  Bildbreite 0.8mm.

In Abb.3 sieht man eine Öffnung an der Innenseite des Sporangiums rechts im Bild, wie es von Scolecopteris bekannt ist, mit einigen heraus gefallenen Sporen.

Diese Sporangien werden hier ausführlich vorgestellt, weil der Madenfarn aus dem Döhlener Becken in der Paläobotanik-Literatur mehrfach mit falschen Größenangaben anzutreffen ist.
Die Sporangien aus Abb.3 sind in [1], Bild 191, zu groß: Faktor 1.7. (Abb.3 zeigt den jetzigen nachpolierten Zustand, deshalb gibt es kleine Unterschiede in den Bildern.)
Das Sporangium aus Abb.2 rechts ist in [2], Abb.209 (gedreht), zu groß: Faktor 2.7. (Das Bild ist dort viel zu bunt.)
Die Sporangien in [3], S.70, sind zu groß: Faktor 2.

Die falschen Größenangaben hätten auch ohne vorliegendes Originalmaterial auffallen müssen. Die Größe der Sporen wäre nach [2], Abb.209, 70µm, das wäre größer als die großen Sporen von Scolecopteris macrospora [4]. Der Vergleich mit dem Original liefert die wahre Größe von knapp 30µm.
Im Gegensatz zu den in [1-3] zu groß dargestellten Sporangien und Sporen werden andere Teile des Madenfarns um Faktoren 3 bis 10 zu klein angegeben: [2], Abb.210 und 130.
Eine Zusammenstellung falscher Größenangaben gibt es unter Fehler und Irrtümer.
Fundstück: eigene Sammlung, B/51.2,

H.-J. Weiss     2016

[1]  R. Rößler: Der versteinerte Wald von Chemnitz. Museum f. Naturkunde Chemnitz, 2001.
[2]  M. Barthel: Die Rotliegendflora der Döhlen-Formation. Geologica Saxonica  61 (2) 2015, 105-238.
[3]  M. Barthel: Die Madensteine vom Windberg, in: U. Dernbach, W.D. Tidwell (eds.):  Geheimnisse versteinerter Pflanzen, D'ORO 2002, 64-77.     
[4]  J.R..Jennings, M.A. Millay: A new permineralized marattialean fern from the Pennsylvanian. Palaeontology 21(1978), 709-716,

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