miniatura|El llinatge de les algues segons Thomas Cavalier-Smith. El nombre exacte i el lloc dels esdeveniments endosimbiòtics encara no és clar, per això aquest diagrama s'ha de prendre només com una guia general.
Les algues són organismes autòtrofs unicel·lulars, colonials, filamentosos o pluricel·lulars amb teixits simples, amb la capacitat de fer la fotosíntesi oxigènica i majoritàriament aquàtics, a diferència de les plantes que han conquerit la terra ferma i tenen teixits diferenciats.[Guiry, M.D. & Guiry, G.M. 2025. AlgaeBase. World-wide electronic publication, University of Galway. https://www.algaebase.org]. L’estudi de les algues s’anomena ficologia, pel seu nom en llatí.
Les algues pluricel·lulars tenen totes les cèl·lules del mateix tipus (amb l'excepció dels gàmetes i les espores), no formen teixits diferents; aquest tipus d'estructura s'anomena tal·lus; per això, les algues són organismes tal·lofítics amb clorofil·la.
Les algues constitueixen un grup polifilètic perquè no inclouen un avantpassat comú, i tot i que les algues amb plastidis que contenen clorofil·la semblen tenir un únic origen (de la simbiogènesi amb cianobacteris), es van adquirir de maneres diferents. Les algues verdes són un exemple destacat d'algues que tenen cloroplasts primaris derivats de cianobacteris endosimbionts. Les diatomees i les algues brunes són exemples d'algues amb cloroplasts secundaris derivats d'algues vermelles endosimbiòtiques, que van adquirir mitjançant fagocitosi.
Com que no tenen un teixit epidèrmic impermeable que eviti la seva dessecació, tot i que fan la fotosíntesi, les seves cèl·lules tenen una paret externa de cel·lulosa i, malgrat que algunes tenen formes semblants a les fulles, tiges i arrels, les algues no són plantes autèntiques, no s'inclouen en el regne de les plantes, sinó que, juntament amb els protozous, formen un regne diferent que s'anomena regne dels protists.
Alguns grups d'algues tenen el pigment verd (la clorofil·la) emmascarat per altres pigments que els proporcionen altres colors (groc, marró o vermell). Viuen a l'aigua o en llocs molt humits, de manera lliure o fixes en una superfície. Moltes algues unicel·lulars viuen suspeses en l'aigua i constitueixen el fitoplàncton.
Es reprodueixen asexualment per bipartició, escissió, o mitjançant espores, i sexualment, mitjançant gàmetes. En general, la seva reproducció és alternant, és a dir, s'alterna una reproducció mitjançant espores amb una reproducció mitjançant gàmetes.
L'estudi de les algues s'anomena més comunament ficologia (); el terme algologia està quedant en desús.
Etimologia El singular alga és una paraula llatina. La seva etimologia és dubtosa. Tot i que alguns especulen que està relacionat amb el llatí algēre, 'estar fred', no se sap cap motiu que pugui associar les algues amb la temperatura. Una font més probable és alliga, 'lligar, entrellaçar'.
La paraula del grec antic per "alga" era phŷkos, que podria significar una alga vermella o el tint vermell que se'n deriva. La llatinització, fūcus, significava principalment el color cosmètic. Un candidat etimològic fort ha estat durant molt de temps alguna paraula relacionada amb el bíblic pūk, "pintura" (si no aquesta paraula en si), una ombra d'ulls cosmètica utilitzada a l'antic Egipte i altres habitants de la Mediterrània oriental. Pot ser de qualsevol color: negre, vermell, verd o blau.
Diversitat miniatura|Laurencia, un gènere marí d'algues vermelles de Hawaii miniatura|Codium fragile a la costa Les algues no formen una unitat taxonòmica, sinó que són un grup polifilètic (vegeu regne Protoctista), una denominació vulgar per a diversos organismes pigmentats que viuen a l'aigua. Segons els darrers estudis, es reconeixen 14 fílums (o divisions) i 63 classes considerats com a algues:
Autòtrofs procariotes Els cianobacteris, mal anomenats algues blaves, no són algues, sinó bacteris, essers procariotes (sense nucli diferenciat). Són organismes fotosintètiques i presenten clorofil·la a i ficobilines com a pigments auxiliars, per bé que algunes presenten clorofil·la b. Poden formar grans masses visibles a ull nu d'aspecte semblant a les algues eucariotes, d'on prové la confusió.
Antigament es van denominar «algues blaves», però actualment se sol restringir el terme «alga» als eucariotes, i l'expressió algues blaves ha de considerar-se obsoleta i descartar-ne l'ús. La manera correcta d'anomenar-los es «cianobacteris». N'és un exemple Nostoc commune.
Alguns altres grups de bacteris, com Chloroflexi o Chlorobiia, fan formes de fotosíntesi no oxigèniques usant bacterioclorofil·la en comptes de clorofil·la, però tampoc són tractats com a algues. També hi ha arqueus, com ara Halobacteria, que són fotosintètic, en aquest cas usant el pigment bacteriorodopsina.
Algues eucariotes Evolutivament les algues eucariotes es poden classificar en dos llinatges principals: els grups els cloroplasts dels quals procedeixen de l'endosimbiosi primària d'un cianobacteri, i els grups que van obtenir els seus cloroplasts secundàriament a través de l'endosimbiosi d'una alga vermella (com els dinoflagel·lats) o d'una alga verda (com els euglènids).
Algues primàries Aquestes algues, agrupades en el clade Archaeplastida (que significa "plastidi antic"), tenen "cloroplasts primaris", és a dir, els cloroplasts es van originar probablement a través d'un únic esdeveniment endosimbiòtic per fagocitosi d'un cianobacteri i per això estan envoltats per dues membranes. Els cloroplasts de les algues vermelles tenen clorofil·les a i c (sovint) i ficobilines, mentre que els de les algues verdes tenen cloroplasts amb clorofil·la a i b sense ficobilines.
Algues verdes (fílums Chlorophyta i Charophyta ). Les algues verdes són algues unicel·lulars o pluricel·lulars de color verd, perquè en elles predomina la clorofil·la. Viuen en aigües riques en sals minerals, a les quals donen un color verd intens. Abunden en aigües dolces, i també viuen en el mar i fins i tot en la terra humida. Les plantes terrestres estan pigmentades de manera similar a les algues verdes i probablement es van desenvolupar a partir d'elles; per tant, Chlorophyta és un tàxon germà de les plantes; de vegades, Chlorophyta, Charophyta i les plantes terrestres s'agrupen com a Viridiplantae. Exemples: Cladophora, Spirogyra, Chara, enciam de mar (Ulva lactuca), Chlorella, Nodularia.
Algues vermelles (fílum Rhodophyta). Són uns organismes fotosintètics que contenen clorofil·la a i d. Presenten una gran diversitat de formes i grandàries. Es caracteritzen per l'absència de cèl·lules flagel·lades, la presència de pigments bilicromoproteids i ficobilisomes i l'absència de midó en els cloroplasts, ja que usen com a material de reserva el midó de florideas; els tilacoides són simples (rodoplasts). La reproducció sexual per oogàmia, amb cèl·lules especialitzades, carpogonis i espermacions (pot faltar-hi la sexualitat). Les algues vermelles són utilitzades en el sector alimentari i en el farmacèutic. En aquests, el producte més comercialitzat és l'agar-agar.
Algues secundàries Grups de protistes van adquirir els seus cloroplasts per endosimbiosi secundària, bé d'una alga verda, com els euglènids i les algues cloraràcnies, o d'una alga vermella, com en el cas dels dinoflagel·lats. Es coneixen també casos de dinoflagel·lats que van reemplaçar els seus cloroplasts secundaris per altres procedents d'una endosimbiosi terciària posterior.
Dinoflagel·lats (Fílum Dinoflagellata). Euglenòfits (fílum Euglenophyta). Heterokontòfits (fílum Heterokontophyta) = Ocròfits (fílum Ochrophyta). Inclou diverses classes, incloent-hi formes incolores. Hi destaquen: Algues brunes (classe Phaeophyceae). Són algues pluricel·lulars en les quals la clorofil·la està emmascarada per un pigment de color marró. La majoria viuen fixes en els substrats mitjançant arrels falses. Encara que el seu aspecte sigui com el de plantes superiors, no ho són perquè no tenen teixit epidèrmic ni vasos conductors. El seu cos està cobert de substàncies mucilaginoses, la qual cosa els permet suportar emersions llargues fora de l'aigua i viure en zones de marea. Poden arribar a tenir grans dimensions, com en el cas de les laminàries, que són els organismes més grans que existeixen. De vegades, tenen flotadors que les mantenen dretes. Exemples: Fucus, Undaria, Sargassum fusiforme. Diatomees (classe Bacillariophyceae). Són algues unicel·lulars que formen una part important del fitoplàncton. La clorofil·la està emmascarada per un pigment groc, i el seu cos està protegit per una mena d'estoig de sílice.
Filogènia miniatura|Micrografia electrònica d'escaneig en fals color del cocolitòfor unicel·lular Gephyrocapsa oceanica miniatura|Dipòsits d'algues gegants; els grans flotadors pertanyen a l'espècie Nereocystis luetkeana, els flotadors petits, les fulles i els cordons entrellaçats pertanyen a Macrocystis pyrifera. Una definició d'algues és que «tenen la clorofil·la com a pigment fotosintètic primari i no tenen una coberta estèril de cèl·lules al voltant de les seves cèl·lules reproductores». D'altra banda, les incolores Prototheca sota Chlorophyta estan totes desproveïdes de qualsevol clorofil·la. Encara que els cianobacteris sovint es coneixen com «algues blaves», la majoria de les autoritats exclouen tots els procariotes, inclosos els cianobacteris, de la definició d'algues.
Les algues contenen cloroplasts d'estructura similar als cianobacteris. Els cloroplasts contenen ADN circular com el dels cianobacteris i s'interpreten com a representants de cianobacteris endosimbiòtics reduïts. Tanmateix, l'origen exacte dels cloroplasts és diferent entre llinatges separats d'algues, reflectint la seva adquisició durant diferents esdeveniments endosimbiòtics. La taula següent descriu la composició dels tres grans grups d'algues. Les seves relacions de llinatge es mostren a la figura de la part superior dreta. Molts d'aquests grups contenen alguns membres que ja no són fotosintètics. Alguns conserven els plastidis, però no els cloroplasts, mentre que altres els han perdut completament.
Les algues són polifilètiques des del punt de vista de l'àcid nucleic, però es pot traçar un arbre de genealogia no nucleocitoplasmàtica:
Afiliació al supergrup Membres Endosimbiont ResumPrimoplantae/Archaeplastida Chlorophyta Charophyta Rhodophyta Glaucophyta Rhodelphidophyta PrasinodermophytaCyanobacteriaAquestes algues tenen cloroplasts «primaris», és a dir, els cloroplasts estan envoltats per dues membranes i probablement es desenvolupen mitjançant un únic esdeveniment endosimbiòtic. Els cloroplasts de les algues vermelles tenen clorofil·la a i c (sovint), i ficobilines, mentre que els de les algues verdes tenen cloroplasts amb clorofil·la a i b sense ficobilines. Les plantes terrestres tenen una pigmentació semblant a les algues verdes i probablement s'han desenvolupat a partir d'elles, per tant Chlorophyta és un tàxon germà de les plantes; de vegades Chlorophyta,Charophyta i les plantes terrestres s'agrupen com a Viridiplantae.Excavata i Rhizaria Chlorarachniophyta EuglenophytaAlgues verdesAquests grups tenen cloroplasts verds que contenen clorofil·les a i b. Els seus cloroplasts estan envoltats per quatre i tres membranes, respectivament, i probablement van ser retinguts d'algues verdes ingerides.
Chlorarachniophyta, que pertanyen al fílum Cercozoa, contenen un petit nucleomorf, que és un relicte del nucli de les algues.
Euglenophyta, que pertanyen al fílum Euglenozoa, viuen principalment a l'aigua dolça i tenen cloroplasts amb només tres membranes. Les algues verdes endosimbiòtiques poden haver estat adquirides a través de la mizocitosi en lloc de la fagocitosi.