Стигмариями (Stigmaria) называют окаменелости подземных частей древних плауновидных деревьев. Такие деревья росли в позднем палеозое и достигали десятков метров в высоту. Их подземные органы расходились на метры, а на поверхности слепков оставались ряды круглых и овальных ямок — следы тонких боковых корешков.
Эти слепки, стигмарии, помогали понимать, как выглядели древние угольные леса. Еще в XIX веке находки стигмарий рядом с пнями сигиллярий показали, что угольные болота были настоящими лесами на этом месте, а не скоплением принесенных водой стволов. Корни удерживали деревья в грунте и сохраняли положение растений после гибели. Но строение стигмарий оставалось спорным. Внешняя форма не давала ответа: для решения спора нужно было увидеть внутреннюю анатомию.
У современных сосудистых растений корни и побеги обычно растут по разным правилам. В побеге гормон ауксин образуется у верхушки и движется от нее вниз, помогая размещать листья и боковые органы. В корнях боковые корни развиваются иначе, из внутренних тканей. Поэтому направление сосудистых следов в ископаемом органе могло показать, какая программа роста работала у стигмарий.
Ученые с помощью микрокомпьютерной томографии исследовали три слепка стигмарий и проверили, была их верхушка похожа на корень или побег. Результаты опубликовали в журнале Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences.
Внутри слепков исследователи увидели сеть сосудистых следов, которые питали боковые корешки. У самой верхушки эти следы шли вдоль оси и соединялись с внутренней поверхностью верхней части. Некоторые молодые следы подходили к верхушке, но еще не доходили до центральной стелы. Дальше они поворачивали и шли радиально к местам прикрепления корешков на поверхности.
Эта картина напоминала развитие побега. Боковые структуры появлялись рядом с верхушкой, а их сосудистые пути перестраивались по мере роста оси. Авторы исследования сделали вывод, что верхушка стигмарий работала не как типичный корень, а как побегоподобная меристема. По их модели, это согласовывалось с движением ауксина от верхушки, как у побегов.
Еще одна важная деталь — анастомозы. Так называют места, где сосудистые следы разных боковых органов сходятся перед соединением с центральной стелой. Они встречались в трехмерных моделях у стигмарий и были похожи на рисунки сосудистых следов у побегов, листьев и шишек древовидных плауновидных. Это усилило вывод о побегоподобной программе развития.
В итоге стигмарии выглядели не как «перевернутые побеги», а как особые подземные органы плауновидных деревьев. Они выполняли функции корней, но развивались по необычной, побегоподобной схеме. Это был особый орган древних деревьев, возникший из измененной побеговой оси и не имеющий прямых аналогов среди живых видов.