Evolution der Palmfarne (Cycadeen):

Am Ende des Erdaltertums wurde es auf der Erde deutlich trockener, die Zeit der Sporenpflanzen (Baumfarne + Bärlappgewächse wie Schuppen- und Siegelbäume), die vornehmlich die Steinkohlenwälder gebildet hatten, war vorbei. Nacktsamer (dazu gehören auch die erfolgreichen und allseits bekannten Nadelbäume und Ginkgo-Bäume) gewannen die Oberhand. Zu den urtümlichsten Nacktsamern gehören die Palmfarne (Cycadeen). Sie waren an die Trockenheit besser angepasst als die Sporenpflanzen.

Bei den Nacktsamern (Gymnospermen) werden die Pollen in eigenen Zapfen mit schuppenförmigen Blättchen** (Bild unten) ausgebildet. Meistens transportiert der Wind sie dann zu den weiblichen Blüten. Das ist zwar nicht so effektiv, wie die Bestäubung durch Insekten, die erst später entstand, trotzdem sind die Vertreter dieser Gruppe nach dem Entstehen der Blütenpflanzen nicht ausgestorben, denn sie hatten eine tolle "Erfindung" gemacht: die Ausbildung von Samen. Der nach der Befruchtung der Geschlechtszellen sich ausbildende Embryo wird mit einer großen Menge an Nährstoffen ausgestattet. Gleichzeitig wird er in einen Ruhezustand versetzt, so dass er nur sehr wenig Energie verbraucht. Dadurch ertragen die Samen problemlos Trockenzeiten und keimen erst dann, wenn genügend Feuchtigkeit vorhanden ist. Erst dann wächst der Embryo im Samen zu einer neuen Pflanze heran.

Palmfarne (Cycadeen) als lebende Fossilien:

Im Erdmittelalter - zur Zeit der Dinosaurier - waren die Wälder noch voller Palmfarne. Schon damals hatten sie das heutige Aussehen. Aber während die Dinosaurier vor ca. 65 Millionen Jahren ausstarben, haben die Palmfarne überlebt. Es sind lebende Fossilien*, die sich nur wenig in den vielen Millionen Jahren verändert haben. Dieses hohe Alter spiegelt sich auch in dem zerrissenen Verbreitungsgebiet wieder, auf allen Kontinenten findet man sie in den Tropen und Subtropen in punktförmiger Verbreitung. Von den ca. 300 Arten Palmfarn-Arten (Cycadeen), die es auf der Erde gibt, leben 70-80 in Australien.

Überlebt haben sie in geringer Artenzahl nur in einer konkurrenzarmen Umgebung: auf nährstoffarmen Böden. Um dort zu wachsen, pflegen sie eine Symbiose mit Cyanobakterien, die in speziellen Wurzeln (am Grunde des Stammes) leben und den Palmfarn mit lebenswichtigen Stickstoffverbindungen versorgen, die sie aus dem Stickstoff der Luft gewinnen.

Palmfarne sind weder Palmen noch Farne. Der Wedel der einfach gefiederten*** sehr harten Blätter am Ende des Stammes erinnert an Farnwedel, anfangs sind die Wedel wie bei den Farnen sogar eingerollt. Letztere gehören aber zu den Sporenpflanzen, die ihre Vermehrung und Verbreitung über Sporen, die normalerweise auf der Unterseite normal grüner Blätter entstehen, mit einem komplizierten Generationswechsel sicher stellen. Palmfarne gehören dagegen zu den urtümlichsten Samenpflanzen.

Die weiblichen Fruchtblätter von Cycas (links) und Macrozamia (rechts); Unten: Männliche Zapfen, rechts sind die Pollensäckchen sichtbar.

Fortpflanzungsorgane der diözischen Cycadeen:

Wenn man Glück hat, findet man "Blüten" der Palmfarne. Die Geschlechter sind getrennt, es gibt männliche und weibliche Pflanzen (zweihäusig = diözisch). Sie bilden alle 5-7 Jahre Zapfen aus, die an die der Nadelbäume erinnern. Die männlichen Zapfen - siehe obige Fotos - bestehen aus einer sehr großen Anzahl einzelner brauner Schuppen**, jeweils mit einer großen Anzahl von Pollensäckchen. Lange Zeit nahm man an, dass auch hier eine Bestäubung durch den Wind vorliegt. Bei genaueren Untersuchungen hat sich aber ergeben, dass die Pollen mit Hilfe von kleinen Käfern* und anderen Insekten übertragen werden.

Nur die weiblichen Pflanzen der Gattung Cycas bilden keine Zapfen, deren Fruchtblätter** zeigen noch deutlich ihre Herkunft. Sie sind blattartig, nur braun und nicht grün (siehe kleines Bild oben links).

Ein altertümliches Merkmal ist auch die Art der Befruchtung mit noch frei beweglichen männlichen Zellen (sogenannten Spermatozoiden), die sich aus den Pollen entwickeln.

In Australien kommen neben der hier dargestellten Gattung Cycas noch einige weitere Gattungen vor, die ein ähnliches Aussehen haben - mit Ausnahme der Bowenia - siehe Foto ganz unten.

Die Palmfarne sind hart im Nehmen, sie sind außerordentlich robust. Sie überstehen ein Buschfeuer - wie auf dem Bild ganz oben zu sehen ist. (Buschfeuer kommen in dieser Gegend regelmäßig vor, sie lodern kurz auf und entwickeln keine sehr hohen Temperaturen.) Aber auch der "Zimmergärtner", der die in letzter Zeit populäre und dekorative Pflanze pflegt, hat mit ihr keine Probleme. Man kann sogar einen Stamm allein nach mehrjähriger Lagerung nach dem Einpflanzen wieder zum Treiben von Blättern bringen. Dieses ist möglich, da der Stamm große Mengen an Reservestoffen enthält. (Früher hat man mit einer besonderen Technik die Gifte aus diesen gespeicherten Stoffen entfernt und dann daraus essbares Sago hergestellt.)

Lebende Fossilien, Definition:

Unter Forschern wird der Begriff "lebendes Fossil" , der auf Darwin zurückgeht, immer noch diskutiert und es gibt immer noch keine allgemein anerkannte Definition.

Allgemein anerkannt ist, dass diese Lebewesen, diese Tier- oder Pflanzengruppen, eine lange Evolutionsgeschichte hinter sich haben, ohne dass sich die wichtigsten Merkmale ihres Bauplanes verändert haben. Das bedeutet aber nicht, dass ihnen die Fähigkeit zur Anpassung an sich verändernde Lebensbedingen fehlen. Sie haben sich natürlich weiterentwickelt und neue Arten gebildet, langsamer als in anderen Gruppen, aber sie haben ihren Grundbau, ihre Gestalt nicht geändert. Die genetischen Unterschiede können dabei innerhalb der Gruppe beträchtlich sein, diese äußern sich aber nicht in gestaltlichen Merkmalen.

Die Gründe, warum sich die "Lebenden Fossilien" bis in die heutige Zeit halten konnten, sind sehr verschieden: Abwesenheit von Konkurrenten oder Feinden, Rückzug in abgelegene oder karge Lebensräume.

Als Problem wird immer noch gesehen, warum diese Lebewesen sich wenig verändert haben. Beim Australischen Lungenfisch nimmt man als Ursache das riesige Genom (20-30 mal so viel DNA wie der Mensch) an, so dass Zellteilungen erschwert sind und wohl nur die Überlebensstrategie der Langlebigkeit übrig bleibt.

Schnabeltier und auch Schnabeligel stellen weitere bekannte lebende Fossilien dar.

*Bestäubung bei Cycydeen: http://www.scienceticker.info/2007/10/04/palmfarn-sendet-bestaeuber-aus/

**Da die Homologisierung der Schuppenblätter der "Blüten" noch nicht vollständig gelungen ist, spricht man gern ganz neutral von Micro- und Macrosporophyllen.

*** Nur die beiden Bowenia-Arten haben mehr Ähnlichkeit mit einem Farn als mit den Palmfarnen, denn sie besitzen doppelt gefiederte Blätter. Sie sind endemische Arten Queenslands, die hauptsächlich im küstennahen Regenwäldern vorkommen.