拡散:
* 長距離での速度が遅い: 拡散とは、高濃度の領域から低濃度への分子の動きです。このプロセスは受動的であり、ランダムな動きに依存しています。 細胞が大きくなると、細胞の中心とその外膜の間の距離が増加します。この増加した距離は拡散速度を減らし、栄養素の輸送と廃棄物の除去に効率が低下します。
* 表面積と体積比: 細胞の表面積は、その外膜の領域であり、材料の交換に責任があります。セルの体積は、それが占める空間です。セルが成長するにつれて、その体積は表面積よりもはるかに速く増加します。これは、表面積と体積比が減少することを意味します。これにより、大きな細胞が十分な栄養素を取り入れ、廃棄物をその成長を維持するのに十分な速さを排除するのが難しくなります。
浸透:
* 水バランス: 浸透とは、高水濃度の領域から低水濃度への半透過性膜を横切る水の動きです。
* 細胞の完全性の維持: セルは、その膜の内外の水の繊細なバランスを維持する必要があります。 セルが大きすぎると、水の動きを制御するのが難しくなる可能性があります。 これは次のようにつながる可能性があります:
* 溶解: あまりにも多くの水が細胞に入ると、膨らんで破裂する可能性があります。
* Crenation: あまりにも多くの水が細胞を離れると、収縮して脱水状態になります。
要約:
* 拡散と浸透は、より大きな細胞では非効率的になり、栄養吸収と廃棄物の除去が制限されます。
* 細胞が増加すると表面積と体積比が減少し、適切な水バランスを維持することが難しくなります。
* これらの制限は最終的にセルサイズを制限して、効率的な機能を確保し、損傷を防止します。
細胞の活動を制御するのに十分なDNAの必要性や、細胞の内部構造成分の制限など、細胞サイズを制限する他の要因もあることに注意することが重要です。