¿Qué impide que los organismos unicelulares sean grandes?

La relación área de superficie a volumen.

Más específicamente, cómo afecta la difusión.

Supongamos que tenemos 3 celdas cúbicas, una con 5 mm de lado, otra de 10 mm y otra con 20 mm de lado.

Ahora calculamos el área de superficie. El que tiene 5 tiene 5 * 5 * 6 = 25 * 6 = 150mm ^ 2

El segundo tiene 10 * 10 * 6 = 100 * 6 = 600mm ^ 2

El más grande tiene 20 * 20 * 6 = 400 * 6 = 2400mm ^ 2

Ahora, el volumen.

5 * 5 * 5 = 125

10 * 10 * 10 = 1000

20 * 20 * 20 = 8000

Ahora, divide el volumen por área de superficie, y has encontrado tu relación SA: V.

1: 0.833333333333 …

1: 1.66666666666 …

1: 3.333333333333 …

Desea el valor más pequeño para V, por lo que los organismos unicelulares no pueden crecer porque habrá demasiadas cosas para que pasen cosas como el oxígeno y el agua.

Esta es la razón por la cual las vellosidades en el intestino delgado tienen muchos pliegues, para aumentar el área de la superficie para el mismo volumen.

También hace necesario que los organismos más grandes tengan un sistema de transporte, que es, en los seres humanos, el sistema circulatorio. Las vellosidades toman nutrientes de los alimentos en el intestino delgado, los transportan a los capilares y hacen que circulen por todo el cuerpo. Los organismos unicelulares no tienen la capacidad de un sistema de transporte, por lo que deben permanecer pequeños. Y la relación SA: V tiene que ser mucho menor para la eficiencia.

Los pequeños detalles importan.

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¿Qué quieres decir?

Esto, Valonia ventricosa, es un organismo unicelular también. Alcanza el gran tamaño de hasta 5.1 cm de diámetro al tener múltiples núcleos y otros orgánulos, y una pared celular gruesa.

La razón por la cual los organismos más grandes tienen múltiples células más pequeñas es porque es más fácil transportar nutrientes y desechos a través de la membrana celular de una celda más pequeña a medida que el volumen aumenta a través del cubrimiento, mientras que el área de superficie aumenta por cuadratura (esto se conoce como ley del cuadrado inverso). También es más fácil transportar objetos a través de celdas más pequeñas también. Además, las células que no poseen una pared celular no pueden ser tan grandes sin la fuerza y ​​protección ofrecidas.

También es más fácil para los organismos multicelulares que los unicelluar reparar el daño, ya que todo lo que el organismo debe hacer es deshacerse de las células afectadas y replicar suficientes células para reemplazar las dañadas.


Foto: Por Haplochromis – fotografía propia de Haplochromis, dominio público, archivo: ventricaria ventricosa.JPG

Si el organismo es un individuo unicelular, no puede ser grande porque una célula es, por definición, una entidad pequeña. Una célula es solo una gota de agua en una membrana con algunos otros químicos. pero puede hacer todo el ‘trabajo’ requerido para el proceso químico (‘vida’) para continuar. Una ameba es un organismo unicelular.
Las bacterias son células individuales, pero vuelan juntas en millones, buscando otras células para comer (como tú y yo).
Algunas células individuales todavía hacen su propio trabajo, pero se aferran y se convierten en entidades muy grandes (algunas algas hacen esto).

La razón más grande y más obvia es que conducen su intercambio de gases a través de la difusión. Por lo tanto, cuanto más grandes sean, menos factible será, dado que la relación del área de superficie a volumen de la celda disminuye. Esta es también la razón por la cual no hay insectos gigantes caminando.

La relación área superficial / volumen juega un papel importante en esto, ya que una celda que tiene SA o V demasiado grande no es tan efectiva como la que está perfectamente equilibrada. Simplemente tomará demasiado tiempo para que las moléculas se difundan dentro y fuera de la célula. Debido a eso, las células tienden a ser el tamaño “ideal” para maximizar la eficiencia.