Die Trimerophytatae sind in vielerlei Hinsicht spezialisierter als die Rhyniatae. Die Sproßachsen waren verzweigt, es kann zwischen Haupt- und Nebensprossen (die ihrerseits ebenfalls verzweigt waren) unterschieden werden. Die Verzweigungen folgten entweder einem dichotomen Muster, oder an einem Verzweigungspunkt entsprangen drei Äste. Die Sporangien saßen an den Nebensprossen (= lateral). Eine der ursprünglichsten Trimerophytatae ist die 1859 von J. W. DAWSON in Kanada entdeckte "Art" Psilophyton princeps. Die Gattung Psilophyton war mit zahlreichen Arten ebenfalls weit verbreitet. Die Nachuntersuchung des von DAWSON bearbeiteten Materials ergab, daß es zumindest drei voneinander verschiedene Arten, zum Teil sogar unterschiedlicher Gattungen enthielt. Ein Teil des Materials wurde neu bewertet und der neuen Gattung Dawsonites zugeordnet.
Arten aus der Familie der Trimerophytaceae wird eine Schlüsselstellung zugesprochen. Man vermutet nämlich, daß sich von ihnen die echten Farne (Filicatae) und die Progymnospermae ableiten. Letztere gelten als mögliche Vorfahren der Samenpflanzen. Die im Devon verbreiteten Trimerophytaceae (z.B. Trimerophyton robusticus) trugen an den Enden der Nebenäste Gruppen länglich geformter Sporangien. Das Leitbündelsystem nahm in den Telomen relativ mehr Platz in Anspruch als bei den Rhyniatae. Das erklärt u.a., weshalb die Trimerophytaceae erheblich größer als jene werden konnten.
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