Hvor diffusion og osmose begrænser størrelsen på en celle?

Diffusion:

* overfladeareal og volumenforhold: Når en celle vokser større, stiger dens volumen med en hurtigere hastighed end dens overfladeareal. Dette betyder, at forholdet mellem overfladeareal og volumen falder.

* langsommere næringsstofoptagelse: Diffusion er bevægelsen af molekyler fra et område med høj koncentration til et område med lav koncentration. For at en celle skal fungere, skal næringsstoffer og ilt diffundere i cellen, og affaldsprodukter skal diffundere. Med et mindre forhold mellem overfladeareal og volumen bremser diffusionshastigheden. Dette betyder, at større celler har det sværere med at få nok næringsstoffer og ilt ind og få affaldsprodukter ude.

* langsommere fjernelse af affald: Det samme princip gælder for affaldsprodukter. Hvis en celle er for stor, kan affaldsprodukter opbygge hurtigere, end de kan fjernes, hvilket fører til giftige forhold.

osmose:

* Vandbevægelse: Osmose er vandbevægelsen på tværs af en semipermeabel membran fra et område med høj vandkoncentration til et område med lav vandkoncentration. Celler har brug for vand til mange processer.

* udfordringer med store celler: I store celler er afstanden for vand at rejse over cellemembranen større. Dette kan gøre det vanskeligt at opretholde den rigtige vandbalance i cellen. Hvis vand kommer hurtigere, end det kan fjernes, kan cellen sprænge. Hvis vand går tabt hurtigere, end det kan genopfyldes, kan cellen krympe og blive dehydreret.

Kortfattet:

* Diffusion og osmose er vigtige for overlevelsen af celler.

* Når cellerne bliver større, falder forholdet mellem overfladeareal og volumen, hvilket gør diffusionen mindre effektiv.

* Store celler har sværere tid med at opretholde en sund vandbalance på grund af den øgede afstand for vandbevægelse over membranen.

* Disse faktorer begrænser størrelsen på celler, da de skal være i stand til effektivt at opnå næringsstoffer, fjerne affald og opretholde den rigtige vandbalance.

Undtagelser:

Der er nogle undtagelser fra denne generelle regel, såsom multinucleated celler (f.eks. Muskelceller) og celler med specialiserede strukturer, der øger deres overfladeareal (f.eks. Tarmceller). Generelt spiller imidlertid principperne for diffusion og osmose en betydelig rolle i at begrænse størrelsen på en celle.