La función ecológica más conocida de las algas es la producción primaria, son los principales productores de materia orgánica a partir de la inorgánica en el mar, de esta manera la materia orgánica ingresa a las cadenas tróficas. Este paso puede producirse por el consumo de algas, la absorción de nutrientes disueltos de origen vegetal por otros organismos, o por la descomposición de estas.
Hay algas en todos los ambientes acuáticos donde no falta la luz, unas veces en el plancton otras en el bentos, pero algunas se encuentran en ambientes terrestres húmedos, como es el caso del verdín que crece en muros y cortezas.
Son notables las algas que forman asociaciones simbióticas con organismos heterótrofos. Éste es el caso de las que forman líquenes en asociación con hongos. También de los simbiontes unicelulares que se encuentran en muchos animales marinos.
Existen formas unicelulares hipertérmofilas, creciendo en fuentes termales, entre las algas rojas. Son de gran interés biológico, porque esta condición es única entre los organismos eucariontes.
Algunas algas eucariontes unicelulares protagonizan a veces mareas tóxicas.
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