Le cellule sono piccole per diversi motivi, tutte derivanti dai principi fondamentali della superficie e della diffusione del volume.
1. Rapporto di superficie e volume:
* Le celle più piccole hanno un rapporto superficie e volume più elevato. Ciò significa che hanno più superficie rispetto al loro volume.
* Assorbimento nutrizionale efficiente e rimozione dei rifiuti: Un elevato rapporto di superficie / volume consente uno scambio più rapido ed efficiente di nutrienti e prodotti di scarto attraverso la membrana cellulare.
* Diffusione: La diffusione è il movimento delle molecole da un'area ad alta concentrazione a un'area a bassa concentrazione. Le cellule più piccole consentono una diffusione più rapida perché le molecole di distanza devono viaggiare è più breve.
2. Limiti di diffusione:
* La diffusione è lenta su lunghe distanze: Man mano che una cella diventa più grande, aumenta la distanza dal centro alla membrana. Ciò rende inefficiente la diffusione, poiché le molecole richiedono più tempo per raggiungere il centro della cellula.
* Bigure metaboliche: Le celle più grandi richiederebbero più energia e risorse per mantenere le loro funzioni, il che sarebbe difficile da raggiungere attraverso la sola diffusione.
3. DNA e RNA:
* DNA e RNA Transport: Le cellule più piccole consentono un trasporto più veloce ed efficiente di informazioni genetiche, tra cui la replicazione del DNA e la trascrizione dell'RNA.
Esempi:
* Batteri: I batteri sono organismi single-celle che sono incredibilmente piccoli. Le loro dimensioni ridotte consentono loro di assorbire in modo efficiente i nutrienti ed eliminare i prodotti di scarto.
* globuli rossi: I globuli rossi sono responsabili del trasporto di ossigeno in tutto il corpo. La loro mancanza di nucleo e piccole dimensioni consente loro di trasportare in modo efficiente molecole di ossigeno.
* Cellule epiteliali: Le cellule epiteliali rivestono le superfici dei nostri corpi. Le loro dimensioni ridotte e la stretta vicinanza consentono un efficiente assorbimento e secrezione di sostanze.
In sintesi, le cellule sono piccole perché consentono:
* Efficiente diffusione di nutrienti e prodotti di scarto.
* Trasporto più veloce ed efficiente di informazioni genetiche.
* Rapporto di superficie o volume ottimale per la funzione metabolica.
Mentre ci sono eccezioni, come le cellule nervose e le cellule muscolari che possono essere molto lunghe, i principi fondamentali di diffusione e rapporto di superficie e volume spiegano perché la maggior parte delle cellule sono piccole.
