Γιατί είναι δυνατόν για έναν οργανισμό μεμονωμένο κελί να αναπτυχθεί τόσο μεγάλες ΗΠΑ;
* Αναλογία επιφάνειας προς ένταση: Καθώς ένα κύτταρο μεγαλώνει, ο όγκος του αυξάνεται πολύ πιο γρήγορα από την επιφάνεια του. Αυτό σημαίνει ότι η επιφάνεια του κυττάρου (η οποία είναι υπεύθυνο για τη λήψη θρεπτικών ουσιών και την αποβολή των αποβλήτων) καθίσταται όλο και πιο ανεπαρκής για να υποστηρίξει τον μεγαλύτερο όγκο.
* Περιορισμοί διάχυσης: Η μεταφορά των θρεπτικών ουσιών και των αποβλήτων βασίζεται στη διάχυση, η οποία είναι μια αργή διαδικασία. Τα μεγάλα κύτταρα θα αντιμετώπιζαν ακραίες προκλήσεις για να πάρουν αρκετά θρεπτικά συστατικά στον πυρήνα τους και να αφαιρεθούν τα απόβλητα.
* DNA και RNA: Ένα μοναδικό κύτταρο θα χρειαζόταν μια τεράστια ποσότητα DNA και RNA για να ελέγξει τις λειτουργίες ενός σύνθετου οργανισμού όπως ένας άνθρωπος. Οι υλικοτεχνικές προκλήσεις της αναπαραγωγής και της διαχείρισης ενός τόσο μεγάλου γονιδιώματος μέσα σε ένα μόνο κύτταρο είναι ανυπέρβλητες.
* Κυτταρική εξειδίκευση: Η πολυσυζητικότητα επιτρέπει την εξειδίκευση. Διαφορετικά κύτταρα μπορούν να εκτελούν συγκεκριμένα καθήκοντα, να βελτιώσουν την αποτελεσματικότητα και τη συνολική πολυπλοκότητα. Ένα μοναδικό κύτταρο θα πρέπει να εκτελεί όλες τις απαραίτητες λειτουργίες, το οποίο είναι απίστευτα δύσκολο και αναποτελεσματικό.
Συνοπτικά:
* Οι περιορισμοί της αναλογίας επιφάνειας προς όγκο, διάχυσης και πολυπλοκότητας της διαχείρισης ενός τεράστιου γονιδιώματος μέσα σε ένα μόνο κύτταρο εμποδίζουν τους οργανισμούς με ένα κύτταρο να φτάσουν στο μέγεθος των πολυκυτταρικών οργανισμών.
Εξαιρέσεις:
Ενώ οι μονοκύτταροι οργανισμοί δεν μπορούν να φτάσουν στο μέγεθός μας, μερικοί είναι αρκετά μεγάλοι:
* Giant Amoebas: Μερικοί αμοιβές μπορούν να γίνουν ορατές με γυμνό μάτι.
* καλούπια λάσπης: Τα καλούπια λάσπης είναι ένα συναρπαστικό παράδειγμα μονοκύτταρων οργανισμών που μπορούν να σχηματίσουν μαζικά, διασυνδεδεμένα δίκτυα.
Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι αυτές οι εξαιρέσεις εξακολουθούν να είναι πολύ μικρότερες από τους πολύπλοκους πολυκύτταρους οργανισμούς και εξακολουθούν να αντιμετωπίζουν τις ίδιες θεμελιώδεις προκλήσεις.
