4.2:
Celgrootte
4.2:
Celgrootte
De grootte van cellen varieert sterk tussen en binnen organismen. De kleinste bacteriën hebben bijvoorbeeld een diameter van 0,1 micrometer (μm) – ongeveer duizend keer kleiner dan veel eukaryotische cellen. De meeste andere bacteriën zijn groter dan deze minuscule bacteriën – tussen 1-10 μm – maar ze zijn vaak nog steeds kleiner dan de meeste eukaryotische cellen, die doorgaans variëren van 10-100 μm.
Oppervlakte
Groter is niet per se beter als het om cellen gaat. Cellen moeten bijvoorbeeld door diffusie voedingsstoffen en water opnemen. Het plasmamembraan om de cellen beperkt de snelheid waarmee deze materialen worden uitgewisseld. Kleinere cellen hebben vaak een grotere verhouding tussen oppervlak en volume dan grotere cellen. Dat komt doordat er geen lineaire verhouding bestaat tussen de volumeveranderingen en de veranderingen in oppervlakte. Wanneer een bol groter wordt, groeit het volume evenredig met de kubus van zijn straal (r 3 ), terwijl het oppervlak evenredig groeit met alleen het kwadraat van zijn straal (r 2 </somhoog>). Daarom hebben kleinere cellen relatief meer oppervlakte ten opzichte van hun volume dan grotere cellen met dezelfde vorm. Een groter oppervlak van het plasmamembraan betekent dat er meer ruimte is om materialen de cel in en uit vervoeren. Stoffen moeten ook in cellen vervoerd worden. De diffusiesnelheid van de processen in grote cellen kan hierdoor dus beperkt worden.
Aanpassingen
Prokaryoten zijn vaak klein en delen zich voordat hun celgrootte een limiterende factor kan worden. Grotere eukaryotische cellen hebben organellen die intracellulair transport vergemakkelijken. Daarnaast zijn er ook structurele veranderingen die helpen om beperkingen te overwinnen. Sommige cellen die grote hoeveelheden stoffen met de omgeving moeten uitwisselen, hebben lange, dunne uitstulpingen die de verhouding tussen de oppervlakte en het volume maximaliseren. Een voorbeeld hiervan zijn de wortelharen van plantencellen die de opname van water en voedingsstoffen vergemakkelijken. De celgrootte en verhouding tussen oppervlakte en volume zijn daarom cruciale factoren in de evolutie van cellulaire kenmerken.