Stigmaria aus dem Karbon von Essen…
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Die unterirdischen Organe der Lepidodendrales werden mit dem Gattungsnamen Stigmaria bzw. als Stigmarien bezeichnet. Sie verzweigen sich dichotom, zählen zu den häufigsten Bärlapp-Fossilien und kommen vorwiegend in den Lehm-Schichten direkt unterhalb der Steinkohlen-Schichten vor. Die Anatomie ist vor allem durch Untersuchungen an Stigmaria ficoides bekannt.
Von der Basis des Stammes entspringen vier Hauptachsen, die horizontal verlaufen, das Wurzelsystem ist flachwurzelnd. Seitliche Anhängsel sind schraubig angeordnet. Diese werden im weiteren Verlauf des Wachstums abgestoßen und hinterlassen charakteristische kreisrunde Narben an der Hauptachse. Die Seiten-Anhängsel werden manchmal als Stigmarien-Feinwurzeln bezeichnet; ihre schraubige Anordnung und die Abstoßung sind jedoch eher für Blätter als für Feinwurzeln typisch.
Die Hauptachsen verzweigen sich mehrfach dichotom und bilden ein weitläufiges unterirdisches System, das einen Durchmesser von 15 m erreichen kann. Die Hauptachsen besitzen ein parenchymatisches Mark. Das primäre Xylem reift endarch und ist in einer Reihe von Bändern angeordnet und seinerseits von einem Kambium umgeben. Das sekundäre Xylem ist gekennzeichnet durch weite Strahlen, die dem Holz eine segmentierte Erscheinung verleihen. Die Tracheiden des sekundären Xylems sind in radialen Reihen angeordnet und tragen leiterförmige Verdickungen mit den charakteristischen Längsbalken. Sekundäres Phloem fehlt bei Stigmaria, das Kambium war einseitig (unifazial), der Stofftransport erfolgte nur über das primäre Phloem.
Primäre wie sekundäre Rinde von Stigmaria ficoides besitzen einen komplexen Aufbau aus verschiedenen Zell- und Gewebetypen. Die Bildung von sekundärem Rindengewebe führte zu einer schmalen Zone von Periderm ähnlich dem in den oberirdischen Achsen.
Die seitlichen Anhängsel sind bis zu 40 cm lang und 0,5 bis 1 cm im Durchmesser. Sie sind meist unverzweigt, höchstens einmal dichotom verzweigt. Zur Spitze werden sie allmählich schmäler. Jedes Anhängsel besitzt ein einzelnes, kleines monarches Leitbündel, das von einer kompakten inneren Rinde umgeben ist. Daran schließen nach außen eine hohle mittlere und eine dünne äußere Rindenzone an. Das Leitbündel ist bilateralsymmetrisch und kollateral. Diese und die oben angeführten Merkmale führten zur Interpretation, dass diese Anhängsel nicht den Wurzeln, sondern den Blättern homolog sind, und für die Funktion der Verankerung und Nährstoffaufnahme umgewandelt wurden. Demnach wäre auch die Hauptachse der Sprossachse homolog.
Protostigmaria aus dem frühen Mississippium besitzt eine knollenförmige unterirdische Achse, an der schraubig die seitlichen Anhängsel sitzen. Sie ist durch Furchen in mehrere Lappen gegliedert, im Laufe des Wachstums kamen mehr Furchen hinzu. Protostigmaria war wahrscheinlich der unterirdische Teil von Lepidodendropsis, einem baumförmigen Vertreter der Lepidodendraceae.
Wurzelhaare sind bis jetzt nicht bekannt, möglicherweise bildeten die Lepidodendrales mit Pilzen eine Mykorrhiza. In manchen Fossilien wurden Pilze in Zellen des Rindenparenchyms gefunden.