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Der Schachtelhalm hat keine Primärwurzeln. Seine feinen, fädigen, in die Tiefe gerichteten Wurzeln sind sprossbürtig; sie entspringen den Zwischengliedern (Internodien) der Rhizomsprosse. Gegen den Spätherbst hin bilden sich an den oberflächennahen Horizontalrhizomen eiförmige Anschwellungen, Nahrungsquellen für den Austrieb im Frühjahr, vor allem für die als Erste aufsprießenden fertilen rötlich-braunen Sporenträger. Ein solcher trägt in spindelförmiger Anordnung die sechseckigen Sporenbeutel. Nach der Sporenreife stirbt der fertile Spross rasch ab. Die staubfeinen Sporen werden vom Wind davongetragen und keimen, sobald sie ins Feucht-Wässrige gelangen. Aus den keimenden Sporen tritt als Erstes eine wurzelartige Spitze hervor; es entwickelt sich dann ein ergrünender, algenartiger Vorkeim (Prothallium). «Bis zu diesem Stadium ist der Schachtelhalm eine grüne Wasserpflanze.» Die Vorkeime treten in zweierlei Arten auf. Die eine Art Prothallium bildet rundliche Spermatiden, die sich mit Hilfe zweier Geißeln frei im Wasser fortbewegen können. Die andere Art Vorkeim bildet Eianlagen, die von den umherschwimmenden Spermatozoen befruchtet werden. Nach der Befruchtung verlässt der senkrecht herauf- und herunterwachsende Spross des Schachtelhalms die wässrige Phase und verbindet sich mit dem Festen der Erde und den Kräften der Sonne. Beide, sowohl die fertilen als auch die vegetativen Sprosse, entwickeln sich aus den bis in tiefere Zonen des Bodens vordringenden und sich verwurzelnden Rhizomen.