Versteinerte Wälder - das sind ausgedehnte Fundstellen versteinerter Bäume aus erdgeschichtlicher Vergangenheit. Wir finden sie in vulkanischen und Sediment-Ablagerungen seit dem Mitteldevon. Als unersetzliche Zeugen der Entwicklung des Lebens auf der Erde gehören Versteinerte Wälder zum kulturellen Erbe der Menschheit. Besonders instruktive Zeugen stammen aus dem Perm.. Hier gab es umwälzende geo- und biologische Veränderungen auf der Erde wie nie zuvor. Der Superkontinent Pangaea formierte sich im Zuge der Kollision von Nord- und Süderde, intensiver Vulkanismus gestaltete des Antlitz der Erde. Die Überreste weiter, dicht besiedelter Flussebenen, Seen und Moore existierten nahezu zeitgleich mit schlammigen Trockenrissflächen, Dünen und Salzseen. Von Flachmeeren, Riffen, die warme Lagunen säumten, bis zu lebensfeindlichen Eindampfungspfannen reichte das Spektrum der festländischen und marinen Räume. Vulkane zerstörten Biotope, förderten neue Entwicklungen und überlieferten einzigartige Momentaufnahmen der Evolution. Im Perm finden wir ein Kaleidoskop gegensätzlicher Lebensräume, die eine diverse Pflanzen- und Tierwelt beherbergten und die Spuren hochentwickelter Nahrungsnetze erkennen lassen. Erste säugetierähnliche Reptilien traten auf und erschlossen in Analogie zu den modernen Nacktsamern in zunehmendem Maße wasserunabhängige Lebensbereiche. Die warmen, küstennahen Gebiete des Superkontinentes Pangaea waren für deren Entwicklung ideal.

Die Wälder des Perms sind keinesfalls an Giganten verarmte Karbonrelikte, sondern anpassungsfähige Pflanzengesellschaften, in denen neue Pflanzengruppen, wie die Nacktsamer, Platz greifen und in das Mesozoikum weisen. Einhergehend mit der geotektonisch bedingten Veränderung der Lebensräume beginnt sich eine Vielzahl neuer und alternativer Entwicklungen durchzusetzen. Doch bereits unter den konservativen Pteridophyten stoßen wir auf das heute von hoch entwickelten Samenpflanzen gewohnte, breite Spektrum an Lebensformen - ein aussagekräftiges Kriterium zur Beurteilung des Erfolges einer Pflanzengruppe. Geografische und ökologische Differenzierungen resultieren aus einer morphologisch abwechslungsreicheren Umwelt. Dennoch ist die in Europa aus zahlreichen kleineren Becken bekannte Rotliegendflora und -fauna recht einheitlich. Viele Arten sind weit verbreitet, eindeutige Endemiten kennen wir bislang nicht. Generell nimmt die Zahl der an trockene Bedingungen angepassten Florenelemente im Laufe des Perms zu. Die von ihnen dominierten Hinterlandgebiete stehen wenigen, kleinräumigen Feuchtgebieten gegenüber, die jene altertümlichen Formen der Pteridophyten beherbergen. Einige der modernen Elemente wandern aus dem Hinterland langsam in die Senken ein. Cycadophyten und Ginkgophyten treten auf; die Nacktsamer scheinen eine sprunghafte Entwicklung zu nehmen. Krautige Koniferen unterstreichen die Diversität der Nadelgehölze und suggerieren die Existenz weiterer, bislang unvollständig bekannter Pflanzen.

Dass sich das Geschehen in den vorhandenen Ablagerungsserien nicht lückenlos verfolgen lässt, ist der tektonischen und klimatischen Entwicklung und daraus resultierenden Überlieferungslücken geschuldet. Areale bevorzugter Sedimentation, wie beispielsweise Seen und Moore, standen Abtragungsgebieten oder transportdominierten Räumen gegenüber. Meistens sind die Fossilansammlungen zugunsten in Senken lebender Organismen überrepräsentiert. Dagegen finden sich Hinweise auf das Leben in den Erosionsgebieten nur sporadisch.

Zwei herausragende Fossillagerstätten, die Versteinerten Wälder von Chemnitz/Deutschland und Nord-Tocantins/Brasilien werden hinsichtlich ihrer Taphonomie, Fossilführung und Paläoökologie vorgestellt. Beide tragen in unterschiedlicher Weise zum Verständnis der Zusammensetzung und der Besonderheiten permischer Feuchtwälder bei. Vergleichbare fossile Ökosysteme kommen selten vor oder wurden bislang kaum angemessen dokumentiert. Hauptanliegen ist es, den geologischen Rahmen und die fossilen Floren zu charakterisieren, beide Vorkommen miteinander zu vergleichen und offene Fragen aufzuwerfen. Die Fossilassoziationen beider Fossillagerstätten repräsentieren saisonal beeinflusste, etwa zeitgleich existierende, hygrophile Pflanzengesellschaften der Nord- und Südhemisphäre. Während die Chemnitzer Fossilien in grobkörnige Pyroklastite des Zeisigwald-Tuffes (Leukersdorf-Formation, Erzgebirge-Becken, 298,0+-4,9 Ma) eingebettet sind und daher sämtlich aus einem Horizont stammen, kommen jene des Northern Tocantins Fossil Trees Monument (Pedra de Fogo/Motuca Formations, Parnaíba Basin) in unterschiedlichen Lithofazies einer zyklischen Alluvialserie vor. In beiden Fällen wurden die fossilen Stämme autochthon bis subautochthon eingebettet. Gegenwärtig laufende Untersuchungen an neuem Material führen zur Überprüfung populärer Pflanzen- und Floren-Rekonstruktionen des Perms. Vielseitige Pflanze-Pflanze- und Pflanze-Tier-Interaktionen ergänzen unsere Kenntnis zweier diverser Flachland-Ökosysteme, die ungeachtet ihrer unterschiedlichen paläogeographischen Position und taphonomischen Gegebenheiten auch auffällige Gemeinsamkeiten aufweisen. In Chemnitz zeigen die Stämme eine Einregelung in E-W-Richtung und folgen der Ausbreitungsrichtung der Eruptionsdruckwelle beim Ausbruch des Zeisigwald-Vulkans. In Tocantins lassen die Stämme die generelle Transportrichtung SW-NE des einbettenden Paläoflusssystems erkennen.

Die herausragende, dreidimensionale Erhaltung besonders großer Fossilreste wurde möglich durch Silifizierung. Diese erlaubt das detaillierte Studium der Morphologie, Anatomie und des internen Aufbaues von Pflanzengeweben, aber auch taphonomischer und ökologischer Apekte spätpaläozoischer Pflanzen in einer Weise, wie sie durch andere Erhaltungsformen nicht möglich sind. Jüngste Kathodolumineszenz-Untersuchungen geben Aufschluss über den Ablauf der Permineralisation. Während in Chemnitz primäre vulkanische Fluida eine Rolle spielten, dürfte das SiO₂ in Tocantins aus Verwitterungsprozessen stammen.

Einige weltbekannte Gattungsnamen, wie Psaronius, Arthropitys oder Medullosa basieren auf Funden von Chemnitz - locus typicus und eine der reichsten Lokalitäten permineralisierter Pflanzen des Perms. Die Forschung an Chemnitzer Material reicht bis zum wissenschaftlichen Beginn der Paläobotanik, Anfang des 19. Jahrhunderts zurück. Nur hier wurden die Funde auch sogleich wissenschaftlich untersucht, in der Stadt öffentlich ausgestellt und allgemeinverständlich erklärt - seit über 150 Jahren. Im Gegensatz dazu ist Tocantins ein zwar seit langem bekanntes, doch kaum untersuchtes Vorkommen, das insbesondere während der letzten Jahre zahlreiche neue Entdeckungen ermöglichte. Die Funde von der Südhemisphäre übersteigen bei weitem die lange bekannten Psaronius brasiliensis-Farne und brachten Fortschritte bei der Erforschung spätpaläophytischer Florenelemente: verschiedener Farne, Schachtelhalmgewächse oder Nackstsamer. Es wurden Revisionen klassischer permischer Organtaxa notwendig, um die neuen Funde einzuordnen.

Beide Fossilfloren, jene von Chemnitz und die von Nord-Tocantins sind insbesondere durch die Häufigkeit von Baumfarnen gekennzeichnet. Diese stellen im frühen Perm die dominanten Bäume tropischer Flachland-Wälder dar und setzen die Dominanzmuster aus dem späten Oberkarbon fort. Ferner bemerkenswert ist die Vielfalt anderer Farne (zygopteride, botryopteride und filicale Farne), die durch mehrere Organ-Gattungen wie Grammatopteris, Ankyropteris, Zygopteris, Tubicaulis, Asterochlaena, Anachoropteris, Botryopteris und Dernbachia präsent sind. Die Farne hatten bereits ein breites Spektrum an Wuchsformen verwirklicht, angefangen bei Bäumen von unterschiedlicher Höhe bzw. verschiedenem Habitus über Bodendecker und im Boden wurzelnde Kletterer bis hin zu Epiphyten. Obwohl die verschiedenen Farne vor allem feuchte Auen besiedelten, dürften sie dennoch jeweils eine differenzierte ökologische Rolle gespielt haben.

Die Calamiten beider Fundorte haben ein völlig neues Bild von dieser weit verbreiteten Pflanzengruppe vermittelt: Sie sind als freistämmige, dicke, durch verholzte Sekundärwurzeln im Substrat verankerte Holzstämme mit häufig sukkulenten Merkmalen, variablen Verzweigungstypen und differenziertem anatomischem Aufbau der sekundären Gewebe zu interpretieren. Dennoch stehen die Untersuchungen erst am Anfang, weitere Überraschungen sind zu erwarten.

Literatur:
Rößler, R. (2006): Two remarkable Permian petrified forests: correlation, comparison and significance. In: Lucas, S.G.; Cassinis, G. & Schneider, J.W. (Eds) Non-Marine Permian Biostratigraphy and Biochronology. Geological Society, London, Special Publ., 265: 39-63.