Πώς η διάχυση και η όσμωση περιορίζουν το μέγεθος ενός κυττάρου;
διάχυση:
* Αναλογία επιφάνειας προς ένταση: Καθώς ένα κύτταρο αυξάνεται, ο όγκος του αυξάνεται με ταχύτερο ρυθμό από την επιφάνεια του. Αυτό σημαίνει ότι η αναλογία επιφάνειας προς όγκο μειώνεται.
* Βαθιά πρόσληψη θρεπτικών ουσιών: Η διάχυση είναι η κίνηση των μορίων από μια περιοχή υψηλής συγκέντρωσης σε μια περιοχή χαμηλής συγκέντρωσης. Για να λειτουργήσει ένα κύτταρο, τα θρεπτικά συστατικά και το οξυγόνο πρέπει να διαχέονται στο κύτταρο και τα απόβλητα πρέπει να διαχέονται. Με μικρότερο λόγο επιφάνειας προς όγκο, ο ρυθμός διάχυσης επιβραδύνεται. Αυτό σημαίνει ότι τα μεγαλύτερα κύτταρα έχουν σκληρότερο χρόνο να πάρουν αρκετά θρεπτικά συστατικά και οξυγόνο και να βγάζουν προϊόντα απόβλητα.
* Μικρή απομάκρυνση αποβλήτων: Η ίδια αρχή ισχύει για τα απόβλητα. Εάν ένα κελί είναι πολύ μεγάλο, τα απόβλητα μπορεί να κατασκευαστούν ταχύτερα από ό, τι μπορούν να αφαιρεθούν, οδηγώντας σε τοξικές συνθήκες.
Όσμωση:
* Κίνηση νερού: Η όσμωση είναι η κίνηση του νερού σε μια ημιδιαλιακή μεμβράνη από μια περιοχή υψηλής συγκέντρωσης νερού σε μια περιοχή χαμηλής συγκέντρωσης νερού. Τα κύτταρα χρειάζονται νερό για πολλές διαδικασίες.
* Προκλήσεις με μεγάλα κύτταρα: Σε μεγάλα κύτταρα, η απόσταση για το νερό να ταξιδεύει σε όλη την κυτταρική μεμβράνη είναι μεγαλύτερη. Αυτό μπορεί να δυσχεράνει τη διατήρηση της σωστής ισορροπίας του νερού μέσα στο κελί. Εάν το νερό εισέλθει γρηγορότερα από ό, τι μπορεί να αφαιρεθεί, το κελί θα μπορούσε να σκάσει. Εάν το νερό χάνεται γρηγορότερα από ό, τι μπορεί να αναπληρωθεί, το κύτταρο θα μπορούσε να συρρικνωθεί και να αφυδατωθεί.
Συνοπτικά:
* Η διάχυση και η όσμωση είναι απαραίτητα για την επιβίωση των κυττάρων.
* Καθώς τα κύτταρα μεγαλώνουν, ο λόγος επιφάνειας προς όγκο μειώνεται, καθιστώντας τη διάχυση λιγότερο αποτελεσματική.
* Τα μεγάλα κύτταρα έχουν σκληρότερο χρόνο διατηρώντας ένα υγιές ισορροπία νερού λόγω της αυξημένης απόστασης για την κίνηση του νερού κατά μήκος της μεμβράνης.
* Αυτοί οι παράγοντες περιορίζουν το μέγεθος των κυττάρων, καθώς πρέπει να είναι σε θέση να αποκτήσουν αποτελεσματικά θρεπτικά συστατικά, να απομακρύνουν τα απόβλητα και να διατηρούν το σωστό ισοζύγιο νερού.
Εξαιρέσεις:
Υπάρχουν κάποιες εξαιρέσεις σε αυτόν τον γενικό κανόνα, όπως τα πολυκαπισαλικά κύτταρα (π.χ. μυϊκά κύτταρα) και τα κύτταρα με εξειδικευμένες δομές που αυξάνουν την επιφάνεια τους (π.χ. εντερικά κύτταρα). Ωστόσο, γενικά, οι αρχές της διάχυσης και της όσμωσης διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο στον περιορισμό του μεγέθους ενός κυττάρου.
