Auch bei den eukaryotischen Einzellern ist die Schizotomie (Zweiteilung) der am häufigsten realisierte asexuelle Fortpflanzungsprozess. Die nachfolgende Zellteilung kann längs, wie z. B. bei Euglena-Arten, oder quer zur Zellachse, wie z. B. bei Paramecium-Arten, erfolgen.
Bei der multiplen Zellteilung (Schizogonie)
werden nach wiederholten Teilungen in der Mutterzelle entweder bewegliche
Zoosporen oder unbewegliche Aplanosporen
gebildet. Diese können sich entweder einzeln oder in Zellverbänden
zu ausgewachsenen Organismen entwickeln.
Bei Volvox teilen sich einzelne, relativ große Zellen des Mutterorganismus
mehrmals längs. Nach Einstülpung dieser Zellen bildet sich ein
Hohlnapf, der sich schließlich zu einer oben offenen Hohlkugel formt.
Die derart entstandene Tochterkugel wird abgelöst, stülpt sich
um und verbleibt zunächst im Inneren der Mutterkugel, bis diese platzt
und zugrunde geht.
Als weitere ungeschlechtliche Fortpflanzungsform bei den mehrzelligen Algen tritt die Fragmentation auf. Diesen Zerfall des Vegetationskörpers (Thallus) findet man beispielsweise bei den Braunalgen-Gatttungen Fucus und Sargassum.
Eine spezielle Form der sexuellen Fortpflanzung bei eukaryotischen Einzellern ist die Konjugation bei Ciliaten (Wimpertierchen). Dabei werden von zwei Individuen letztlich jeweils zwei haploide Kerne gebildet, von denen einer über eine Plasmabrücke auf den anderen Organismus übertragen wird. Danach verschmelzen die haploiden Kerne zu je einem diploiden Kern.
Viele einzellige und einige mehrzellige Algen (z. B. Alge Calothrix) haben morphologisch identische Keimzellen (Isogamie).
Sind die Gameten in größere und kleinere differenziert (wie z. B. bei der einzelligen Grünalge Chlamydomonas), spricht man von Anisogamie.
Bei der häufigen Oogamie
ist die weibliche Keimzelle groß und unbegeißelt (Eizelle),
die männliche dagegen klein und meistens begeißelt (Spermazelle).
Werden die Gameten durch multiple Zellteilung aus einer Zelle gebildet, die nicht von sterilen Zellen umgeben ist, spricht man von einer Gametocyste. Entsprechende Sporenbehälter werden Sporocyste genannt.
Nach der Befruchtung unterliegen die mehrzelligen Algen ganz unterschiedlichen
Wachstums- und Differenzierungsprozessen. Sehr charakteristisch ist die
Ausbildung von unverzweigten oder verzweigten Zellfäden. Wenn die
Zellen, von einem Initialpunkt ausgehend, flächige oder räumliche
Zellverbände bilden, die von der Teilung an verbunden bleiben, spricht
man von echten Geweben (Parenchymen). Solche Gewebe
bilden verschiedene Braunalgen und Grünalgen aus.
Bei vielen Algen wechselt eine gametenbildende, aus haploiden Individuen
bestehende Generation mit einer sporenbildenden diploiden Generation
ab. Die Gameten werden mitotisch vom Gametophyten,
die meist begeißelten Sporen (Zoosporen) unter Meiose vom Sporophyten
gebildet. Die Ausgestaltung dieses Generationswechsels unterscheidet sich
bei den einzelnen Algenarten stark. In der Abbildung ist ein Beispiel
für einen isomorphen Generationswechsel
beim Gabelzungentang (Gattung Dictyota) dargestellt,
bei dem sich beide Generationen morphologisch nicht unterscheiden.
Das Beispiel zeigt das zu den zellulären Schleimpilzen gehörende Dictyostelium. Bei ausreichendem Nahrungsangebot leben Dictyostelien als amöbenartige haploide Einzeller. Bei Nahrungsknappheit findet, ausgehend von einem Bildungszentrum, eine Aggregation statt. Es bilden sich eine Fruchtkörperachse und ein Sporenträger. In seinem Inneren entstehen kugel- oder eiförmige Sporen, die bei manchen Arten feste Cellusosewände ausbilden. Die reife Sporocyste platzt auf, die Sporen werden durch Wind oder Wasser verbreitet und können unter günstigen Bedingungen wieder zu Amöben auskeimen.