細胞の場合：
* 表面積と体積比： 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、栄養吸収と廃棄物の除去の原因となるセルの表面積が、より大きな体積をサポートするためにますます不十分になることを意味します。 基本的に、細胞は十分な栄養素を入手できないか、自分自身を維持するのに十分な速さで廃棄物を取り除くことができません。
* 拡散制限： 細胞内の分子の動きは拡散に依存しており、これは長距離で遅いです。分子が外膜から内側の部分に移動するには、大きな細胞が時間がかかりすぎて、細胞が適切に機能することを困難にします。
* DNAの制限： 細胞内のDNAの量は比較的固定されています。細胞が増加すると、単位体積あたりのDNA量が減少します。これは、遺伝子発現の調節と細胞プロセスの制御に問題につながる可能性があります。
* 細胞骨格の制限： 細胞の構造とサポートを提供する細胞骨格は、無限にスケーラブルではありません。 細胞骨格が細胞の完全性を維持するのに苦労しているため、大きな細胞はひずみと不安定性を経験します。
生物の場合：
* 構造的サポート： より大きな生物は、体重をサポートし、形状を維持するために、より強力な骨格構造を必要とします。 大型生物の重量とサイズは、組織や臓器に大きな緊張をかける可能性があります。
* 代謝要求： 生物が大きいほど、身体プロセスを維持するために必要なエネルギーが増えます。このエネルギー需要の増加は、栄養素を効果的に取得して分配するのが困難になる可能性があります。
* 熱調節： より大きな生物は、より大きな表面積と体積比を持っているため、体温を調節することが困難です。これは、極端な環境では特に挑戦的です。
* 複製と開発： 生物のサイズは、その生殖の成功とそれが発達できる速度に影響を与える可能性があります。たとえば、より大きな生物は、仲間を見つけることや子孫の生産がより困難になる場合があります。
例外：
一般的なサイズの制限はありますが、いくつかの例外があります。
* 巨大なアメーバ： アメーバの特定の種は、典型的な制限を上回り、膨大なサイズに成長する可能性があります。
* 巨大なセコイアツリー： これらの木は、独自の血管系と水と栄養素の効率的な輸送により、驚異的な高さに達することがあります。
結論として、細胞と生物のサイズ制限は、表面積、体積、拡散、DNA、構造的支持、代謝要求、およびその他の生物学的プロセスに関連するいくつかの相互接続された因子の結果です。
