1。表面積対体積比：
* 単細胞生物： 表面積と体積比が高くなっています。これは、距離酸素が細胞の外側から中心に移動する必要がある距離が非常に短く、拡散効率を高めることを意味します。
* 多細胞生物： 表面積と体積比がはるかに低いです。 生物が大きくなると、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、酸素が外部環境から生物の内部の細胞への移動に必要な距離がはるかに長いことを意味します。
2。拡散率：
* 距離： 拡散速度は、距離の平方に反比例します。距離が長いほど、拡散が遅くなります。
* サイズ： 生物が大きいほど、距離酸素はすべての細胞に到達するために移動する必要があり、拡散は非効率的になります。
3。代謝要求：
* 高エネルギー要件： 多細胞生物、特に人間は、複雑な臓器系と活動により高いエネルギー要件を持っています。これには、エネルギーを生成するために細胞呼吸のために酸素の絶え間ない供給が必要です。
4。 拡散の制限：
*拡散は、分子のランダムな動きにのみ依存しています。このプロセスは遅く、多細胞生物の高い酸素需要に追いつくことができません。
解決策：専門システム
多細胞生物は、拡散の限界を克服するために特殊なシステムを進化させました。
* 呼吸器系： 肺はガス交換に大きな表面積を提供し、効率的な酸素摂取と二酸化炭素の放出を可能にします。
* 循環システム： 心臓と血管は体全体に酸素を輸送し、それをすべての細胞に供給します。
要約： 拡散は、大きく複雑な多細胞生物の酸素ニーズを満たすには遅すぎる受動的なプロセスです。したがって、効率的な酸素送達と二酸化炭素除去を確保するために、呼吸器系や循環系などの特殊なシステムが必要です。
