Im Gewebe vieler Korallen, Riesenmuscheln und Seeanemonen leben einzellige Algen, sogenannte Zooxanthellen. Diese Dinoflagellaten betreiben Photosynthese und geben einen Großteil der dabei entstehenden organischen Verbindungen an ihren tierischen Wirt weiter, der im Gegenzug Schutz und Zugang zu Nährstoffen in ansonsten nährstoffarmen tropischen Gewässern bietet.

Die Symbiose der Zooxanthellen ist die Grundlage für die Produktivität von Korallenriffen. Zooxanthellen tragen außerdem zu den leuchtenden Farben gesunder Korallen bei. Werden Korallen durch Hitze oder andere Faktoren gestresst, können sie ihre Zooxanthellen abstoßen und ausbleichen, wodurch sie sowohl ihre Farbe als auch ihre wichtigste Energiequelle verlieren. Unterschiedliche genetische Typen von Zooxanthellen verleihen ihnen unterschiedliche Grade an Hitzetoleranz – eine Tatsache, die einigen Strategien zur Riffwiederherstellung zugrunde liegt.

Diese Beziehung ist eine obligate Symbiose für riffbildende Korallen in flachen Gewässern; ohne Zooxanthellen können sie nicht schnell genug Kalziumkarbonat ablagern, um Riffe zu bilden. Die Erforschung der Diversität und Physiologie dieser Algen ist von zentraler Bedeutung, um zu verstehen, wie Riffe auf die Erwärmung der Ozeane reagieren könnten.

Ein einzelner Korallenpolyp kann Millionen von Zooxanthellenzellen in seinem Gewebe beherbergen.