褐藻
このアクチンフィラメントは、細胞壁のセルロース微繊維(ミクロフィブリル)の配向を決めていると考えられている。中心体を構成する中心子は、一方の親(父性)から片親遺伝する。核分裂時には中心体が両極に位置し、紡錘体微小管を形成する。染色体に明瞭な動原体は見られない。核分裂時の核膜の崩壊程度は、分類群や発生段階によってさまざまである。核分裂後の細胞質分裂面は中心体の位置によって決まり、またここにアクチンプレートが形成される。細胞質分裂は、細胞膜の環状収縮またはゴルジ小胞や平板小胞の融合によって形成される細胞板の遠心的成長によって起こる。この際に、姉妹細胞間には原形質連絡が形成される。ふつう核の周囲に複数のゴルジ体が存在しているが、カヤモノリ類では核に接して1個のゴルジ体のみが、アミジグサ目やヒバマタ目では細胞質内に散在した多数のゴルジ体が存在する。
細胞内にはふつう葉緑体が存在し、1細胞に複数の葉緑体をもつものが多いが、1細胞に1個の葉緑体をもつ例も知られる。葉緑体の形態も盤状のものが多いが、他に杯状、ひも状、星状などのものがある。葉緑体は4枚の膜で囲まれており、最外膜は核膜と連結している。チラコイドは3枚ずつ重なってチラコイドラメラを形成し、多数のチラコイドラメラは平行にならんで配置しており、これを取り囲むガードルラメラが葉緑体包膜に沿ってその内側にある。
クロガシラ目やムチモ目の一部で見られる。
卵生殖(oogamy) 鞭毛をもつ小型の配偶子(精子)と鞭毛を欠く大型の配偶子(卵)の合体による。アミジグサ目やコンブ目、ヒバマタ目で見られる。
配偶子は一方(雌性)が他方よりも早く基物に着生、または当初から不動性(卵)であり、性フェロモンを分泌、これに対して他方の配偶子(雄性)が走化性を示し、配偶子合体が起こる。褐藻の性フェロモンは炭素数が7または11の不飽和炭化水素であり、エクトカルペンやフコセラテン、ホルモシレン、ラモキシレンなど10種類ほどが知られ(右図2b, c)、分類群(目レベル)でほぼ一定である。また卵生殖の場合、性フェロモンは造精器からの精子放出も誘導することが知られている。
配偶子(有性生殖において合体する細胞)は、配偶体上の複子嚢(多数の部屋に分かれた嚢; plurilocular sporangium, plurisporangium, plurilocular zoidangium, pluriloc; 下図2d)で形成される。この場合、複子嚢は配偶子嚢(gametangium, plurilocular gametangium)ともよばれる。ただし配偶子が合体せずに再び配偶体へと発生することもある(単為発生)。
ほとんどの褐藻は海産であり、水深100メートル以深から見つかるものもいるが、多くは沿岸岩礁域の潮間帯から浅い潮下帯に生育している。特にコンブ目、ウルシグサ目、チロプテリス目、アスコセイラ目、ヒバマタ目の大型種は、潮間帯から潮下帯上部で優占し藻場を形成していることが多い(下図3a–c)。大型の褐藻による藻場は、海中林ともよばれる。日本では、アラメ属やカジメ属の藻場はアラメ・カジメ場、ワカメの藻場はワカメ場、コンブ類の藻場はコンブ場、ホンダワラ類の藻場はガラモ場とよばれる。このような褐藻の藻場の生産量は非常に大きく(500–2,000 gC m/年)、またさまざまな動物の餌や生育場所となる(下図3c, d)。また海藻においては、光合成産物の30–60%は溶存態有機物(DOM)として水中に分泌されており、これによる炭素の動態も重要視される。褐藻の中には一年生のものから多年生のものまであり、15年間生きるものもいる。
多くの褐藻は、単相(染色体を1セットもつ)の配偶体と複相(染色体を2セットもつ)の胞子体の間で世代交代を行う(単複世代交代型生活環)。配偶体と胞子体がほぼ同じ姿をしている例(同形世代交代; シオミドロ、アミジグサなど)と、大きく異なる姿をしており(異形世代交代)配偶体の方が大型である例(カヤモノリ、ムチモなど)と胞子体の方が大型である例(モズク、ワカメなど; 右図2a)がある。一方、ヒバマタ目(ヒジキ、アカモクなど)などは複相の世代のみをもち、これが減数分裂によって配偶子を形成、接合子が複相の体へと成長する(複相単世代型生活環)。異形世代交代を行うものの中には配偶体世代が数細胞程度まで退化している例もあり、複相単世代型生活環への進化の中間段階であると考えられている。
進化的には、同形世代交代が褐藻における祖先的な状態であり、そこからいくつかの系統で異形世代交代が獲得され、さらにその一部で配偶体が退化・消失したと考えられている。異形世代交代への進化の要因は、季節性のある環境への適応であると考えられており、ふつう微小な世代が成長に不適な季節に生きる耐久世代となる。
配偶子合体様式には、以下の3型がある。
同形配偶子接合(isogamy) 鞭毛をもつ同形同大の配偶子の合体による。イシゲ目やシオミドロ目で見られる。
異形配偶子接合(heterogamy) 鞭毛をもつ大小の配偶子(大型のものが雌性配偶子、小型のものが雄性配偶子)の合体による。