Τι περιορίζει το μέγεθος των οργανισμών μεμονωμένων κυττάρων;
1. Αναλογία επιφάνειας προς ένταση:
* Καθώς αναπτύσσεται ένα κελί, ο όγκος του αυξάνεται πολύ ταχύτερος από την επιφάνεια του. Αυτό σημαίνει ότι η κυτταρική μεμβράνη, η οποία χειρίζεται την πρόσληψη θρεπτικών ουσιών και την απομάκρυνση των αποβλήτων, γίνεται λιγότερο αποτελεσματική στην υποστήριξη του αυξανόμενου όγκου του κυττάρου.
* Τα μικρότερα κύτταρα έχουν υψηλότερη αναλογία επιφάνειας προς όγκο , επιτρέποντας την αποτελεσματική μεταφορά θρεπτικών ουσιών και αποβλήτων.
* Τα μεγαλύτερα κύτταρα αγωνίζονται για να πάρουν αρκετά θρεπτικά συστατικά και τα απόβλητα. Αυτό μπορεί να οδηγήσει σε βραδύτερο μεταβολισμό και τελικά θάνατο.
2. Ποσοστά διάχυσης:
* Τα θρεπτικά συστατικά και τα απόβλητα ταξιδεύουν με διάχυση εντός του κυττάρου.
* Η διάχυση είναι αργή σε μεγάλες αποστάσεις. Καθώς ένα κύτταρο γίνεται μεγαλύτερο, η απόσταση για τα μόρια να ταξιδεύουν αυξάνεται, καθιστώντας τη διάχυση λιγότερο αποτελεσματική.
3. Αντιγραφή και μεταγραφή DNA:
* Ένα μεγαλύτερο κύτταρο απαιτεί περισσότερη αντιγραφή DNA και μεταγραφή σε λειτουργία.
* Αυτές οι διαδικασίες είναι πιο αποτελεσματικές σε μικρότερα κύτταρα. Τα μεγαλύτερα κύτταρα μπορεί να αγωνιστούν για να συμβαδίσουν με τις απαιτήσεις μεγαλύτερων γονιδιωμάτων και παραγωγής RNA.
4. Δομική υποστήριξη:
* Τα μεγάλα κύτταρα απαιτούν ένα πιο σύνθετο εσωτερικό κυτταροσκελετό για υποστήριξη.
* Τα μικρότερα κύτταρα βασίζονται σε απλούστερες δομές. Η πολυπλοκότητα ενός μεγάλου κυτταροσκελετού μπορεί να είναι ενεργά δαπανηρή και επιρρεπής σε σφάλματα.
5. Θήρευση και ανταγωνισμός:
* Τα μικρότερα κύτταρα μπορούν να αναπαράγουν ταχύτερα , δίνοντάς τους ένα πλεονέκτημα σε περιβάλλοντα με περιορισμένους πόρους ή υψηλή πίεση θήρευσης.
* Τα μεγάλα κύτταρα είναι πιο ευάλωτα σε θηρευτές και μπορεί να έχει δυσκολία στην εξάλειψη των μικρότερων οργανισμών για πόρους.
6. Εξειδίκευση και πολυκυτταρικά:
* Η εξελισσόμενη πολυσυζητικότητα επιτρέπει την εξειδίκευση των κυττάρων , όπου διαφορετικά κύτταρα εκτελούν συγκεκριμένες λειτουργίες, επιτρέποντας τους μεγαλύτερους οργανισμούς να υπάρχουν.
Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι αυτοί οι παράγοντες δεν εφαρμόζονται καθολικά σε όλους τους μονοκύτταρους οργανισμούς. Υπάρχουν ορισμένες εξαιρέσεις, όπως τα μεγάλα, πολυπυρηνικά κύτταρα ορισμένων φύκια και μύκητας. Ωστόσο, οι γενικές αρχές της αναλογίας επιφάνειας προς όγκο και περιορισμοί διάχυσης ισχύουν για τις περισσότερες μορφές ζωής με ένα κύτταρο.
