대부분 광합성 색소를 가지고 독립영양생활을 한다. 그러나 광합성 색소가 결여된 것일지라도 체제와 생식방법이 비슷하면 조류에 포함시키고 있다. 식물체는 외형적 ·기능적으로 뿌리 ·줄기 ·잎 등이 구별되지 않으며(엽상식물), 포자에 의해 번식하고 꽃이나 열매를 맺지 않아(은화식물) 흔히 하등식물이라고 한다. 생육 장소에 따라서 담수조류(淡水藻類) ·해조류(海藻類) 등으로 나눌 수 있다.
1. 분류
분류학적으로는 보통 9개의 문(門)으로 나눈다. 남조류(藍藻類:Cyanophyta) ·크립토조류(Cryptophyta) ·황금색조류(黃金色藻類:Chrysophyta) ·유글레나조류(Euglenophyta) ·규조류(硅藻類:Bacillariophyta) ·갈조류(褐藻類:Phaeophyta) ·홍조류(紅藻類:Rholophyta), 녹색식물문의 녹조류(綠藻類:Chlorophyta) ·차축조류(車軸藻類:Charophyta) 등이다. 이 중 남조류는 특히 세포구조가 원시적이어서 박테리아류와 함께 원핵생물(原核生物:Prokaryota)로 불리고 그 밖의 종류들과 구별하고 있다.
조류에 속하는 종류들은 단세포인 것부터 다세포로써 수십 m의 길이에 이르는 거대한 종류까지 있다. 체형의 변화가 많으며, 생육장소는 해수 ·기수 ·담수 ·습지 ·빙설 위 등 다양하다. 바다에서는 태양빛이 도달하지 못하는 대륙붕의 깊이까지이며 그 이하의 심해에는 살지 못한다. 녹조류의 클로렐라는 토양의 표면에서 생육하고, 녹조류의 융단말과 클로로코쿰 등은 바위나 수목의 표면에 생육하며 남조류의 염주말은 소철 ·뿔이끼 등 다른 식물의 조직 속에서 생육하는 것도 있다.
자의류가 자낭균과 녹조류 또는 남조류와의 공생체라는 것은 잘 알려져 있다. 남조류의 시네코쿠스속(Synecoccus)과 흔들말속(Oscillatoria)의 어떤 종은 80℃ 이상의 고온 온천수가 흐르는 곳에서 살고 있고, 녹조류의 클라미도모나스(Chlamydomonas)는 눈속이나 얼음 틈에 살고 있다. 수중생활을 하는 조류에는 암석 등에 착생하는 착생조와 수중을 표류하면서 사는 부유조가 있으며 부유조는 식물플랑크톤이라 불린다. 조류의 각 분류군은 색소의 종류와 구성, 광합성 산물, 세포벽의 구성물질, 생식세포의 전자현미경적 특성 등으로 크게 구분된다.
2. 세대교번
조류의 생식과 세대교번의 특징을 비교하면, 이들은 기본적으로 포자에 의한 무성생식 세대와 배우자에 의한 유성생식 세대로 구분되는데, 세대교번에는 크게 3가지 양식이 있다. 첫째로는, 동형의 배우체(무성세대)와 포자체(유성세대)가 외형적으로 모양이 같아서 서로 구분하기 어려운 동형세대교번이 있다. 갈조류의 딕티오타(Dictyota dichotoma), 녹조류의 갈파래(Ulva lactuca) 등에서 볼 수 있다. 둘째로는 미역이나 다시마처럼 현미경적인 소형의 배우체와 육안적인 크기를 하는 포자체 등, 서로 모양이 다른 세대를 교번하는 이형세대교번이다. 셋째로는, 대형의 배우체와 소형의 포자체 사이의 세대교번이다. 갈조류의 채찍말(Cutleria cylindrica)과 고리매(Scytosiphon lomentaria), 홍조류의 홑파래(Monostroma nitidum) 등에서 나타난다.
이와 같은 생식법과 세대교번의 기본은 종류에 따라서 여러 가지로 다르다. 이를테면, 홍조류에 속하는 김 등은 엽체가 어린시절에는 단포자(單胞子)라고 불리는 무성포자를 만들어내고, 이들이 자라면 암수 생식세포가 되는데, 정자는 물의 흐름에 따라서 암배우체의 몸에 형성된 알세포에 이르러 수정이 이루어지고, 이어서 수정란은 여러 번 분열을 거듭하여 과포자(果胞子)라고 불리는 새로운 포자를 형성한다. 그 후 이 과포자는 방출되어 조개나 굴껍질 속에서 자라 곰팡이 모양의 현미경적인 크기를 한 사상체(絲狀體)가 되고 여기에 각포자(殼胞子)를 만들어 그것이 김의 본체가 되는 복잡한 생활사를 거치는 것을 볼 수 있다. 그리고 조류가 유성생식을 할 때 알과 정자의 분화가 뚜렷하여 알은 운동성이 없고 큰데, 정자는 운동성이 있고 작은 모양을 하는 것 등이 구분된다.
조류에는 세대교번을 하지 않는 생활사를 가지는 것도 있다. 이에는 크게 2가지 양식이 있다. 첫째는 녹조류의 별해캄속(Spirogyra)과 차축조류의 카라속(Chara), 니텔라속(Nitella)에서 볼 수 있는데 보통 보는 조체(藻體)는 단상(單相:n)의 배우체로, 여기서 만들어진 자웅배우자의 합체(合體)에 의해서 생긴 접합자는 감수분열을 하여 배우체의 시원(始原)세포를 만든다. 따라서 이 조류의 생활은 단상인 배우체의 세대만으로 이루어졌으며 복상(複相:2n)은 접합자의 시기뿐이다. 둘째는 이와 반대로 갈조류의 모자반(Sargussum fulvellum)이나 녹조류의 청각(Codium fragile) 등의 생활사는 복상의 세대만으로 되어 있다. 이들의 조체에서 감수분열에 의하여 만들어진 알과 정자, 또는 이형(異型)의 자웅배우자가 합체하여 생긴 접합자가 발아하면 어미와 같은 모양의 조체로 자란다. 이들의 생활사에서 난자와 정자, 즉 배우자 세대만이 단상이다. 이 생활사의 양식은 기본적으로 후생(後生)동물의 경우와 같다.
3. 진화
생물의 시조는 원시시대에 물속에서 발생한 것으로 여겨지고 있다. 따라서 조류 중에는 식물의 시조적인 형태와 생활 양식이 나타나고 있다. 그러나 조류의 화석으로서 지층에서 발견되는 양은 극히 적다. 약 30억년 전의 선캄브리아기 지층에서 발견된 남조류의 미화석(微化石) 아르카이오스파이로이데스(Archaeos phaeroides larbertonensis)는 원핵(原核)식물이며 엽록소와 피코빌린의 색소를 지닌 유리 단세포성 생물의 화석이다. 진핵(眞核)식물로는 약 9억년 전의 지층에서 핵과 피레노이드(pyrenoid)를 가진 세포분열 중인 녹조류로 보이는 글레노보트리티온(Glenobotrydion)이 발견되고 있다. 홍조류의 산호말류, 녹조류의 갓풀류와 차축조류는 탄산칼슘을, 규조류는 규산을 각각 함유하고 있어 화석으로서 많이 남아 있다. 산호조류와 갓풀류는 약 4억~5억년 전의 오르도비스기에, 차축조류는 약 4억년 전의 실루리아기에 생육하고 있었음을 알아냈다.
4. 이용
① 식용:조류는 단백질과 무기질을 비교적 많이 함유하고 있고, 또 비타민류와 지질(脂質)도 함유하고 있어 건강식품으로서의 가치가 높다. 다만, 다당류의 소화흡수율이 낮아 칼로리가 떨어진다. 정장작용(整腸作用)의 효과가 있고 미용식으로도 알려져 있다. 최근 김 ·다시마 ·미역 ·톳 ·홑파래 등은 바다의 채소라 하여 건강식품으로서 재인식되고 있다.
② 한천 ·아르긴산 ·카라기난:우뭇가사리 ·꼬시래기 등에서는 한천을, 갈조류의 감태 ·대황 ·다시마 등에서는 아르긴산을, 홍조류의 진두발 ·돌가사리 등에서는 카라기난(carrageenan)을 생산하고 있다. 한천은 양과자 ·젤리 등의 원료로 사용하며, 그 밖에 세균의 고형배양기의 기질(基質)로 쓰인다. 아르긴산은 아이스크림 ·젤리 ·초콜릿우유 등 많은 식품의 안정제로 사용되고 있다. 또, 약품 ·유화제(乳化劑) ·세제 ·화장품 등의 기제(基劑)로 쓰이는 등 용도가 다양하다. 영국에서 많이 생산되는 카라기난도 알긴산과 마찬가지로 식품 등의 안정제에 사용되는 등 용도가 넓다.
③ 단백질 자원:담수산 조류인 클로렐라(chlorella)와 남조류의 스피룰리나(spirulina)는 단백질의 함량이 많고 생산성도 높다. 최근에는 대량으로 배양하여 분말식품을 만들고 있다.
④ 규조토:규조화석의 퇴적물인 규조토는 여과기의 여과재, 연마재, 단열연화, 절연재 및 완화제(緩化劑) 등에 사용된다.
