Birçok mercan, dev midye ve deniz anemonunun dokularının içinde zooxanthellae olarak bilinen tek hücreli algler yaşar. Bu dinoflagellatlar fotosentez yapar ve ortaya çıkan organik bileşiklerin büyük bir kısmını hayvan konakçılarına aktarır; bu da karşılığında hayvanın korunmasını ve aksi takdirde besin açısından fakir olan tropikal sularda besinlere erişimini sağlar.

Bu ortaklık, mercan resiflerinin verimliliğinin temelini oluşturmaktadır. Zooxanthellae ayrıca sağlıklı mercanların canlı renklerine de katkıda bulunur. Mercanlar ısı veya diğer faktörler nedeniyle strese girdiğinde, zooxanthellae'lerini dışarı atabilir ve beyazlaşarak hem renklerini hem de ana enerji kaynaklarını kaybedebilirler. Farklı genetik zooxanthellae tipleri, farklı derecelerde ısı toleransı sağlar; bu da resif restorasyonu için bazı stratejilerin temelini oluşturmaktadır.

Bu ilişki, sığ sulardaki resif oluşturan mercanlar için zorunlu bir simbiyozdur; zooxanthellae olmadan resif oluşturmak için yeterince hızlı kalsiyum karbonat biriktiremezler. Bu alglerin çeşitliliğini ve fizyolojisini incelemek, resiflerin ısınan okyanusa nasıl tepki verebileceğini anlamak için çok önemlidir.

Tek bir mercan polipi, dokusu içinde milyonlarca zooxanthellae hücresine ev sahipliği yapabilir.