Reprodukcja i historie życiowe

Algi regenerują się przez rozmnażanie płciowe, z udziałem męskich i żeńskich gamet (komórek płciowych), przez rozmnażanie bezpłciowe lub na oba sposoby.

Rozród bezpłciowy to wytwarzanie potomstwa bez łączenia się komórek lub materiału jądrowego. Wiele małych alg rozmnaża się bezpłciowo przez zwykły podział komórki lub przez fragmentację, natomiast większe algi rozmnażają się przez zarodniki. Niektóre glony czerwone wytwarzają monospory (pokryte ściankami, nieflagellowate, kuliste komórki), które są przenoszone przez prądy wodne i po wykiełkowaniu tworzą nowy organizm. Niektóre zielenice wytwarzają nieruchliwe zarodniki zwane aplanosporami, podczas gdy inne produkują zoospory, które nie mają prawdziwych ścian komórkowych i posiadają jedną lub więcej flagelli. Flagi te pozwalają zoosporom pływać do sprzyjającego środowiska, podczas gdy monospory i aplanospory muszą polegać na pasywnym transporcie przez prądy wodne.

Rozród płciowy charakteryzuje się procesem mejozy, w którym komórki potomne otrzymują połowę swojej informacji genetycznej od każdej komórki rodzicielskiej. Rozmnażanie płciowe jest zwykle regulowane przez wydarzenia środowiskowe. U wielu gatunków, gdy temperatura, zasolenie, nieorganiczne składniki odżywcze (np. fosfor, azot i magnez) lub długość dnia stają się niekorzystne, rozmnażanie płciowe jest indukowane. Organizm rozmnażający się płciowo ma zazwyczaj dwie fazy w swoim cyklu życiowym. W pierwszej fazie każda komórka ma pojedynczy zestaw chromosomów i nazywana jest haploidalną, podczas gdy w drugiej fazie każda komórka ma dwa zestawy chromosomów i nazywana jest diploidalną. Kiedy podczas zapłodnienia jedna haploidalna gameta łączy się z inną haploidalną gametą, powstałe w ten sposób połączenie, z dwoma zestawami chromosomów, nazywane jest zygotą. Albo natychmiast, albo w późniejszym czasie, diploidalna komórka bezpośrednio lub pośrednio przechodzi specjalny proces redukcyjnego podziału komórki (mejozę). Diploidalne komórki w tym stadium nazywane są sporofitami, ponieważ wytwarzają zarodniki. Podczas mejozy liczba chromosomów diploidalnego sporofitu zmniejsza się o połowę, a powstałe w ten sposób komórki potomne są haploidalne. W pewnym momencie, natychmiast lub później, komórki haploidalne pełnią bezpośrednio rolę gamet. U glonów, podobnie jak u roślin, komórki haploidalne w tym stadium nazywane są gametofitami, ponieważ wytwarzają gamety.

Cykle życiowe glonów rozmnażających się płciowo są różne; w niektórych dominującym stadium jest sporofit, w innych gametofit. Na przykład, Sargassum (klasa Phaeophyceae) ma ciało diploidalne (sporofit), a faza haploidalna jest reprezentowana przez gamety. Ectocarpus (klasa Phaeophyceae) ma naprzemiennie diploidalne i haploidalne stadia wegetatywne, podczas gdy Spirogyra (klasa Charophyceae) ma haploidalne stadium wegetatywne, a zygota jest jedyną komórką diploidalną.

W szczególności w gatunkach słodkowodnych, zapłodnione jajo lub zygota, często przechodzi w stan uśpienia zwany zygosporem. Zygospory mają na ogół duże zapasy pokarmu i grubą, odporną ścianę komórkową. Po odpowiednim bodźcu środowiskowym, takim jak zmiana światła, temperatury lub składników odżywczych, zygosporyuzy są pobudzane do kiełkowania i rozpoczynają kolejny okres wzrostu.

Większość glonów może żyć przez dni, tygodnie lub miesiące. Małe glony występują czasem w obfitości w krótkim okresie roku i pozostają uśpione w pozostałej części roku. U niektórych gatunków forma uśpiona to odporna cysta, podczas gdy inne gatunki pozostają w stanie wegetatywnym, ale w bardzo niskiej liczbie populacji. Niektóre duże, przytwierdzone gatunki są prawdziwymi bylinami. Mogą one stracić główny korpus na koniec sezonu wegetacyjnego, ale część mocująca, holdfast, produkuje nowy wzrost tylko na początku następnego sezonu wegetacyjnego.

Czerwone algi, na przykładzie Polysiphonia, mają jedne z najbardziej złożonych cykli życiowych znanych dla organizmów żywych. Po mejozie powstają cztery haploidalne tetraspory, które kiełkując wytwarzają męski lub żeński gametofit. Kiedy gametofit męski jest dojrzały, wytwarza specjalne odgałęzienia spermatangialne, które posiadają struktury zwane spermatangiami, zawierające spermatydy, męskie gamety. Gametofit żeński wytwarza specjalne gałęzie carpogonialne, które zawierają carpogonia, gamety żeńskie. Do zapłodnienia dochodzi, gdy męski spermatium, niesiony przez prądy wodne, zderza się z wydłużoną częścią żeńskiego carpogonium i obie gamety łączą się. Zapłodnione karpogonium (zygota) i otaczająca je tkanka żeńskiego gametofitu rozwijają się w przypominającą koszyczek lub krostę strukturę zwaną karposporofitem. Karposporofit ostatecznie produkuje i uwalnia diploidalne karpospole, które rozwijają się w tetrasporofity. Niektóre komórki tetrasporofitu przechodzą mejozę, w wyniku której powstają tetraspory, a cykl się powtarza. W cyklu życiowym Polysiphonia i wielu innych glonów czerwonych występują oddzielne gametofity męskie i żeńskie, karposporofity, które rozwijają się na gametofitach żeńskich, oraz oddzielne tetrasporofity.

Cykle życiowe okrzemek, które są diploidalne, są również unikalne. Ściany okrzemek, czyli frustule, składają się z dwóch zachodzących na siebie części (zaworów). Podczas podziału komórki, dwa nowe zawory tworzą się w środku komórki i dzielą protoplazmę na dwie części. W konsekwencji nowe zawory są zwykle nieco mniejsze od oryginalnych, więc po wielu kolejnych pokoleniach większość komórek w rosnącej populacji jest mniejsza od swoich rodziców. Gdy takie okrzemki osiągną krytycznie mały rozmiar, może dojść do rozmnażania płciowego. Małe diploidalne komórki ulegają mejozie, a wśród okrzemek pennate (cienkie, eliptyczne) powstałe haploidalne gamety łączą się w zygotę, która rośnie dość duża i tworzy specjalny rodzaj komórki zwany auksosporem. Auksosporę dzieli się, tworząc dwie duże, wegetatywne komórki, i w ten sposób odnawia się większy rozmiar. U okrzemek centrycznych istnieje wyraźne zróżnicowanie między nieruchliwymi gametami żeńskimi, które działają jak komórki jajowe, a ruchliwymi (zwykle jednopłatkowymi) gametami męskimi.

.