2.藻类植物所含光合色素的种类、贮藏物质的类别、鞭毛的有无与类别等三个方面的特征, 被人们认为是藻类分门的本质特征, 因而从这些性状的相似程度可以推测各门藻类之间的亲缘关系。同时认为藻类的共同祖先是光合原核生物, 沿着三条不同的光合色素演化出各门真核藻类。这三条进化线都含有叶绿素A和光系统II。
(1) 第一进化支系。以藻胆素为光系统II的主要集光色素, 该支系包括蓝藻和红藻。蓝藻的类囊体单条分散在细胞周质中, 红藻已分化成载色体较蓝藻进化, 但类囊体仍然保留单条分散排列的原始特性。此外, 蓝藻和红藻都没有鞭毛。因此, 认为真核红藻是由原核蓝藻进化而来, 两者的亲缘关系较近。
(2)第二进化支系。以叶绿素C为光系统II的主要集光色素, 原始类群细胞中还含有藻胆素。这一支系包括隐藻门、甲藻门、黄藻门、金藻门、硅藻门和褐藻门。其中隐藻门和甲藻门是较原始类群, 隐藻细胞的载色体中, 类囊体带由2个类囊体组成, 较红藻进化, 光合色素除叶绿素A和C外, 还有藻胆素。甲藻、黄藻、金藻、硅藻和褐藻等的类囊体带均由3个类囊体所组成, 叶黄素和胡萝卜素类的含量超过叶绿素, 除甲藻、黄藻外都含有占优势的墨角藻黄素。除硅藻精子为单条鞭毛外, 都具有2条侧生鞭毛(一茸鞭一尾鞭)的游动细胞。除甲藻贮藏物质为淀粉外, 其余各门藻类都含有金藻昆布糖, 褐藻为褐藻淀粉, 因此, 它们的远祖在亲缘关系上可能比较亲近。这一支系中, 金、黄、硅藻在演化地位上高于甲藻和隐藻而低于褐藻。该支系藻类也可能起源于尚未被发现的具叶绿素A和C的原核藻类。
(3)第三进化支系。以叶绿素B为光系统II的主要集光色素。该支系中包括裸藻门、原绿藻门、绿藻门和轮藻门。但裸藻细胞是中核, 载色体的类囊体带由3个类囊体组成, 贮藏物质是裸藻淀粉, 鞭毛一条为茸鞭型等, 都与其它3个门藻类不同, 裸藻是该进化线中较特殊的类群。原绿藻细胞是原核, 类囊体带由2个类囊体组成, 这较原核蓝藻进化。真核绿藻是由原核的原绿藻演化而来。绿藻和轮藻的类囊体带都由2-6个类囊体组成, 贮藏物质都是淀粉, 并存在尾鞭型鞭毛等, 这两门藻类的亲缘关系密切。虽然, 轮藻的细胞有丝分裂和陆生高等植物相似, 营养体和生殖器官的构造较绿藻门复杂。但是, 由于轮藻是合子减数分裂型的生活史, 只有单倍体的营养体, 没有世代交替, 高等植物不可能起源于轮藻, 而被认为是绿藻进化主干上的侧支。绿藻门才是陆生高等植物进化的主干, 普遍认为陆生高等植物可能由绿藻门中陆生异丝体藻类(如费氏藻)进化而来。