Monilophytes-caractères communs (chez les actuels)

Plantes terrestres ou aquatiques immergées ou flottantes (jamais marines), ou saxicoles, ou épiphytes, à port majoritairement herbacé, moins souvent arborescent. Deux générations distinctes (sporophyte dominant ordinairement vivace, gamétophyte régressé ordinairement fugace et non vivace), donc cycle de reproduction haplo-diplobionte à sporophyte dominant, générations indépendantes et fécondation zoïdogame. La synapomorphie (inférée) des Monilophytes serait la localisation du protoxylème au centre des lobes de la stèle ancestrale (xylème dit mésarche), mise en évidence chez les fossiles. Le clade est fortement soutenu chez les actuels par les molécules.

Sporophyte

Tige rampante (rhizome) ou dressée, avec entre-nœuds courts ou longs, recouverte de poils et/ou d’écailles ou glabres (faux tronc – pas de tissus secondaires ou de bois – chez formes arborescentes) à croissance pseudo-monopodiale et ramification non axillaire (l’axe principal – le rhizome - se divise de façon dichotome iso- ou anisotome), et anatomie très variable (protostèles, siphonostèles, dictyostèles, équisétostèle, formes complexes...) ; racines adventives développées à absentes (régression) ; feuilles (mégafrondes) développées à croissance souvent circinée ou absentes (régression) et limbe souvent découpé et fractal, phyllotaxie ordinairement alterne spiralée ou distique ; sporanges portés par frondes fertiles, ordinairement sur face inférieure (abaxiale) en position variable, regroupés en sores ou non, protégés ou non. Chez Salviniales, hétérosporangie et hétérosporie, sinon plantes isosporangiées et isosporées. Chez Equisetales, cormus verticillé (dit « articulé ») portant des verticilles de rameaux et des verticilles d’écailles (feuilles régressées) et sporanges regroupés en strobile. Chez Psilotum, cormus aphylle et sans racine réduit à des tiges ramifiées portant des sporanges sur courtes ramifications latérales.

Gamétophyte

Ordinairement réduit à une forme thalloide (appelée prothalle) chlorophyllienne souvent cordée, parfois filamenteuse, terrestre ou épiphyte (rarement souterrain, non chlorophyllien et mycorhizé), avec rhizoïdes unicellulaires, ordinairement bisexuée portant les gamétanges (anthéridies et archégones) sur la face inférieure (chez les formes cordées) et généralement protandre. Chez Equisetales, ordinairement un seul sexe s’exprime. Chez Salviniales, hétéroprothallie.