세포의 경우 :
* 표면적 대 부피 비율 : 세포가 커짐에 따라 부피가 표면적보다 훨씬 빠르게 증가합니다. 이는 영양소 흡수 및 폐기물 제거를 담당하는 세포의 표면적이 더 큰 부피를지지하기 위해 점점 더 부적절해진다는 것을 의미합니다. 본질적으로, 세포는 충분한 영양소를 얻거나 스스로를 유지하기에 충분히 빨리 폐기물을 제거 할 수 없습니다.
* 확산 제한 : 세포 내 분자의 움직임은 확산에 의존하며, 이는 장거리에 걸쳐 느린다. 큰 세포는 분자가 외막에서 내부 부분으로 이동하는 데 너무 오래 걸리므로 세포가 제대로 작동하기가 어렵습니다.
* DNA 제한 : 세포에서 DNA의 양은 비교적 고정된다. 세포가 증가함에 따라 단위 부피당 DNA의 양이 감소합니다. 이것은 유전자 발현을 조절하고 세포 과정을 제어하는 데 문제가 될 수있다.
* 세포 골격 제한 : 세포에 대한 구조와지지를 제공하는 세포 골격은 무한히 확장 가능하지 않습니다. 세포 골격이 세포의 완전성을 유지하기 위해 고군분투함에 따라 큰 세포는 균주와 불안정성을 경험할 것입니다.
유기체의 경우 :
* 구조적지지 : 더 큰 유기체는 체중을 지탱하고 모양을 유지하기 위해 더 강한 골격 구조가 필요합니다. 더 큰 유기체의 체중과 크기는 조직과 기관에 엄청난 긴장을 가질 수 있습니다.
* 대사 요구 : 유기체가 클수록 신체 과정을 유지하는 데 더 많은 에너지가 필요합니다. 이 증가 된 에너지 수요는 영양소를 효과적으로 얻고 분배하는 데 어려움을 초래할 수 있습니다.
* 열 조절 : 더 큰 유기체는 표면적 대 부피 비율이 더 크기 때문에 체온을 조절하기가 더 어렵습니다. 이것은 극단적 인 환경에서 특히 어려울 수 있습니다.
* 재생산 및 개발 : 유기체의 크기는 생식 성공과 발달 할 수있는 속도에 영향을 줄 수 있습니다. 예를 들어, 더 큰 유기체는 동료를 찾거나 자손을 생산하는 데 더 어려움을 겪을 수 있습니다.
예외 :
일반적인 크기 제한이 있지만 몇 가지 예외가 있습니다.
* 거대한 아모바 : 특정 종의 아메바는 전형적인 한계를 능가하는 거대한 크기로 자랄 수 있습니다.
* 거대한 세쿼이아 나무 : 이 나무는 독특한 혈관계와 물과 영양소의 효율적인 수송으로 인해 엄청난 높이에 도달 할 수 있습니다.
결론적으로, 세포와 유기체에 대한 크기 한계는 표면적, 부피, 확산, DNA, 구조적지지, 대사 요구 및 기타 생물학적 과정과 관련된 몇 가지 상호 연결된 요인의 결과입니다.
