1。表面積対体積比:
*細胞が大きくなると、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、セルの表面積がその体積と比較して比較的小さくなることを意味します。
*表面積は、栄養摂取量と廃棄物の除去に不可欠です。細胞が大きくなるにつれて、表面積は体積の増加の代謝要求をサポートするのに不十分になります。
*この制限は、効率的な栄養交換と廃棄物の廃棄を維持しながら、細胞が達成できるサイズを制限します。
2。拡散制限:
*細胞は、膜全体に酸素、栄養素、廃棄物などの分子を輸送するための拡散に依存しています。
*拡散は遅いプロセスであり、その効率はより長い距離で低下します。
*大きなセルは、より長い拡散距離を必要とし、栄養吸収の緩和と廃棄物の除去が遅くなり、細胞が効果的に機能することが困難になります。
3。 DNA複製と細胞分裂:
*細胞が大きくなるにつれて、DNAは複製して、各娘細胞が遺伝物質の完全なコピーを受け取るようにする必要があります。
*ただし、DNA複製は複雑で時間のかかるプロセスです。
*大きな細胞では、細胞分裂の前にゲノム全体を再現するのに時間がかかり、誤りや不安定性につながる可能性があります。
4。構造サポート:
*セルは、形状と完全性を維持するために構造的なサポートが必要です。
*細胞が大きくなるにつれて、体積の増加により、構造的なストレスと不安定性がより生じる傾向があります。
*これにより、セルが崩壊せずに形状と機能を維持することが困難になります。
5。エネルギー要件:
*より大きなセルは、代謝プロセスを維持するためにより多くのエネルギーを必要とします。
*表面積と体積比の制限により、取り込むことができる栄養素の量が制限され、大きなセルがその機能をサポートするのに十分なエネルギーを生成することが困難になります。
要約:
表面積から体積比、拡散、DNA複製、構造的支持、およびエネルギー要件の制限はすべて、ほとんどの細胞の小さなサイズに寄与します。これらの制限により、細胞は顕微鏡なしで見られるほど十分に大きくなることを防ぎます。