1. 확산 :
* 장거리 속도 : 확산은 고농도의 영역에서 저농도로 분자의 움직임입니다. 짧은 거리에서 효율적이지만 거리가 증가함에 따라 점점 느려집니다. 막에서 멀리 떨어진 중심이있는 큰 세포를 상상해보십시오. 영양소는 중심에 도달하는 데 훨씬 더 오래 걸리며 폐기물은 퇴학하는 데 느리게 진행됩니다.
* 표면적 대 부피 비율 : 세포가 커짐에 따라 부피가 표면적보다 빠르게 증가합니다. 이는 더 큰 세포가 부피에 비해 표면적이 더 작다는 것을 의미하므로 확산이 막을 가로 질러 물질을 효율적으로 수송하는 데 더 어렵다는 것을 의미합니다.
2. 삼투 :
* 물 균형 유지 : 삼투는 고수 농도의 영역에서 저 물 농도의 영역으로 반복 가능한 막을 가로 질러 물의 움직임입니다. 이 과정은 세포의 물 균형을 유지하는 데 중요합니다.
* 큰 세포에서의 도전 : 큰 세포에서는 물이 세포를 가로 질러 이동하는 거리가 더 큽니다. 이로 인해 물 분포가 고르지 않아 셀이 부풀어 오거나 축소되어 내부 환경이 방해 될 수 있습니다.
요약 :
* 확산 : 세포가 너무 커지면 확산은 비효율적이어서 영양소 부족과 세포 내부의 폐기물 축적으로 이어질 것입니다.
* 삼투 : 큰 세포는 물 균형을 유지하는 데 어려움을 겪을 것이며, 잠재적으로 삼투 스트레스와 손상으로 이어질 것입니다.
작은 크기의 중요성 :
확산 및 삼투에 의해 부과 된 이러한 한계는 세포가 비교적 작다는 것을 필요로한다. 이것은 다음을 보장합니다.
* 영양소와 폐기물은 효율적으로 운송됩니다 : 더 작은 세포는 표면적 대 부피 비율이 높아서 필수 분자의 더 빠른 확산을 가능하게한다.
* 물 균형이 유지됩니다 : 삼투는 작은 세포에서 효과적으로 기능하여 물 농도의 급격한 변화를 방지합니다.
따라서, 세포의 크기는 효율적인 영양소 흡수와 폐기물 제거의 필요성과 물 균형을 유지하는 능력 사이의 섬세한 균형이며, 이는 모두 확산 및 삼투압의 한계에 의해 결정됩니다.
