Водоросли представляют собой большую неформальную группировку разнородных, полифилетичных или парафилетичных групп преимущественно водных организмов - от крошечных, флешковидных одноклеток диаметром всего несколько микрон до многоклеточных организмов длиной до 80 м, таких как гигантские кельпы. В отличие от сосудистых растений, в организме водорослей (таллус) отсутствует органная дифференциация, хотя некоторые формы имеют развитую структуру, функционально схожую с корнями, побегами и листьями. Большинство водорослей фотоавтотрофны; некоторые формы, однако, являются микросотрофными и получают энергию как от фотосинтеза, так и от поглощения органического углерода осмотрофией, мизотрофией или фаготрофией.
Некоторые формы фотосинтеза уменьшились или утратили свои возможности и являются полностью гетеротрофными. Сохранившиеся водоросли классифицируются на основе ряда особенностей, которые обычно не поддаются сохранению в виде окаменелостей. К ним относятся тип имеющихся пигментов, продукты для хранения, тип мерцания, если таковое имеется, и степень сотовообразования. Более того, молекулярные, биохимические и ультраструктурные характеристики играют все более важную роль в систематике водорослей и филогении.
Хотя водоросли процветают во многих местах обитания, включая антарктический лед, скалы и поверхности деревьев, мех животных, кожу человека и животных и песок пустыни, большинство из них являются водными. Водоросли играют важную роль в современных водных экосистемах, не только в производстве кислорода для других водных организмов, но и в качестве основных производителей органических веществ в основе пищевой цепи. Растения крупных водорослей используются животными в качестве убежищ и мест для кормления; другие водоросли играют ключевую роль в физиологии некоторых водных животных и участвуют в различных жизненных процессах.
Другие водоросли вносят структурный вклад в формирование рифов. Признавая экологическую значимость дошедших до нас водорослей, можно с уверенностью говорить об истории эволюции этих организмов, включая их роль в биологических и экологических процессах в прошлом, что имеет решающее значение для понимания сложности и эволюции как древних, так и современных водных экосистем.
Гипотезы молекулярных часов предполагают, что первые водоросли появились на Земле во время позднего палеопротерозоя или раннего мезопротерозоя, около 1,5 Га или даже раньше. Эта дата совпадает с длинными окаменелостями этих организмов, которые можно проследить до Прекамбрия.
Несмотря на зачастую хрупкий характер растительного тела многих водорослей, в ископаемом материале сохранились многочисленные остатки водорослей. Некоторые водоросли внесли свой вклад в образование нефти и, таким образом, являются химическими ископаемыми, в то время как другие представлены тысячами футов накопленных кремнистых оболочек диатомовых водорослей.
Водоросли, осаждающие карбонат кальция CaCO3, часто встречаются в ископаемом материале. Фактически водорослевой таллус может не сохраниться, но во многих случаях известняковые структуры могут образовывать обширные отложения. Кальциевые водоросли впервые появляются в позднем неопротерозое и получают широкое распространение во время кембрия. Среди сохранившихся до наших дней водорослей 10% бентических многоклеточных форм кальцифицированы, из них около 90 родов известны как красные, 10 - как зеленые и 2 - как бурые водоросли. Различные известковые водоросли играют важную роль в формировании современных коралловых рифов, особенно некоторые коралловые красные водоросли и зеленые водоросли Halimeda.
Хотя разрезы окаменелостей редко указывают на клеточные детали первоначального организма, существование кальцифических водорослей определяется наличием карбоната кальция, который накапливается вокруг таллуса. Клеточные детали ископаемых водорослей могут быть сохранены в определенных условиях выпадения, например, различные протерозойские организмы, включая различные водоросли, были сохранены в кертах.
В отличие от многих групп микроводорослей и кальциевых макроводорослей, ископаемые ископаемые водоросли, не поддающиеся кальцинированию, малочисленны, и поэтому история эволюции этих растений остается малоизученной. Неспособность более полно документировать некальцифицированные водоросли на протяжении всей геологической истории, вероятно, объясняется тем, что водорослевые таллы, не имеющие реальной укрепляющей ткани. Многие морские формы могут обитать в приливно-отливной зоне, где их легко уничтожить после смерти. Кроме того, они не производят характерных скелетов, которые можно было бы использовать для сравнения с современными формами. В результате гипотезы о сходствах некальцифицированных ископаемых макроводорослей, особенно сохранившихся в виде слепков и сжатий, часто формулируются исключительно на основе базовых морфологических сравнений с современными формами.
Таким образом, эти сценарии остаются спекулятивными и накладывают серьезные ограничения на интерпретацию той роли, которую эти растения играли в древних экосистемах.
Было описано множество оттискных и сжимающих окаменелостей, особенно в XIX и начале XX веков, которые суперфильно напоминали водоросли; однако эти окаменелости не имели определенных отличительных особенностей, поэтому было сложно установить их биологическую близость. Для классификации таких форм была создана система артефактической морфотаксы, основанная на нескольких характерных макроморфологических признаках. В определенной степени эта таксономия используется и по сей день. Например, в старой литературе имеются многочисленные ссылки на морфоген Фукоидов. Этот таксон был создан Бронгняртом для ископаемых, которые он интерпретировал как аналогичные сохранившимся бурым водорослям Fucus и похожим формам в порядке Fucales.
Однако водорослевая природа большинства из этих сооружений, была оспорена, и многие из них сегодня считаются иконосцами, граптолитами или различными осадочными сооружениями. Морфогенные алгиты были установлены Сьюардом для ископаемых, которые, по его мнению, вероятно, были водорослями, но которые, поскольку они не имели репродуктивных или внутренних характеристик, не могли быть отнесены ни к одной современной группе.
За эти годы алгиты превратились в "таксоны для мусора" для всех видов загадочных ископаемых, которые похожи на водоросли в основной организации. Один вид, A enteromorphoides из девонского штата Миссури, состоит из узкого ветвистого пламени и предположительно является членом хлорофитной группы.
Таллиты - еще один морфоген, используемый для ископаемых таллоидных растений, которые могли быть либо водорослями, либо мотыльками. Вебб и Холмс предложили, чтобы эти окаменелости назывались промежуточными таллоидными окаменелостями. Таллиты dichopleurus (Средний Пенсильванский) - это дорсивентровый таллус с хорошо развитым мидрибом. Волнистая пластинка имеет ширину чуть менее сантиметра, а весь таллус дихотомизируется несколько раз. Латексная кожура, изготовленная из поверхности образца и исследованная в сканирующем электронном микроскопе, показывает, что эпидермальные клетки младенца и таллуса имеют различные размеры, эпидермальных придатков или отверстий нет.
Остальные виды таллитов из мезозойских пород разграничены по размеру, характеру края и характеру дихотомии. Поскольку некальцифицированные макроводоросли нелегко сохранить, одним из наиболее важных открытий в палеоальгологии являются многочисленные, некальцифицированные макроводоросли, хорошо сохранившиеся как углеродные окаменелости в декембрийских и кембрийских морских породах из Северной Америки, Европы и, особенно, Китая. За последние несколько десятилетий палеоботаники, работающие с материалом из Китая, были особенно продуктивны в расшифровке этих организмов. Сегодня многие формы водорослей можно отнести к одной из основных групп водорослей с определенной степенью защиты, основываясь на структурном сходстве с сохранившимися формами, хотя сходства других все еще остаются неубедительными.
