فیلها موجوداتی با ابعاد عظیم هستند،
اما بزرگی خود را مدیون بیش از ۱٫۰۰۰ تریلیون سلول میکروسکوپی هستند،
و در انتهای خیلی ریز چیزها،
میلیونها گونه تکسلولی وجود دارد،
اما تعداد کمی از آنها با چشم غیرمسلح دیده میشوند.
علت آن چیست؟
چرا فیل،
نهنگ،
یا خرس قهوهای تک سلولی نداریم؟
برای یافن پاسخ آن، باید با دقت در دل سلولها را ببینیم.
این جایی است که بیشتر فعالیتهای سلول اتفاق میافتند،
و با غشایی سلولی پوشیده شده
که به منزله دری به دنیای خارج است.
تمام منابعی که سلول به مصرف آنها نیاز دارد،
یا تمام ضایعاتی که سلول باید دفع کند،
باید اول از این غشاء عبور کنند.
اما یک تناقض بیولوژيکی در این چینش هست.
سطح و حجم یک سلول در درجات مختلف متفاوت است.
سلولها اشکال مختلفی دارند،
اما مکعب در نظر گرفتن آنها محاسبات را ساده خواهد کرد.
یک مکعب شش وجه دارد.
اینها به عنوان غشای سلول هستند و سطح آن را نشان میدهند.
مکعبی با ابعاد یک میکرومتر در هر طرف،
که یعنی یک میلیونیوم متر،
مساحت جانبی به اندازه شش میکرومتر مربع خواهد داشت.
و حجم آن یک میکرومتر مکعب خواهد بود.
این به ما شش واحد مسحت جانبی
در برابر یک واحد حجم میدهد،
یک نسبت شش به یک.
اما اگر مکعب ده برابر بزرگتر شود تفاوت چشمگیری حاصل میشود،
و ابعاد آن ده میکرومتر در هر طرف است.
مساحت جانبی این مکعب ۶۰۰ میکرومتر مربع
و حجم آن هزار میکرومتر مکعب خواهد بود،
نبست تنها ۰٫۶ به یک.
این یعنی کمتر از یک واحد سطح برای خدمت به هر واحد حجم در اختیار است.
با بزرگ شدن مکعب، حجم آن خیلی سریعتر از مساحت آن رشد میکند.
بخش داخلی از غشاء پیشی میگیرد،
و سطح اندکی برای ورود و خروج چیزها در سلول باقی میگذارد.
یک سلول عظیم ممکن است ضایعات را انباشته کند و نهایتاً بمیرد و تجزیه شود.
علت دیگری هم برای وجود تعداد بسیار زیاد سلولهای کوچک وجود دارد.
اگر یک سلول سوراخ شود، عفونت کند، یا نابود شود به سختی یک تراژدی خواهد بود.
حال، تعدادی سلول استثنائاَ بزرگ وجود دارند
که برای تقلب در سیستم سازگار شدهاند،
مانند طولانیترین سلول بدن،
یک سلول عصبی که از پایه ستون فقرات تا پا کشیده شده است.
برای جبران طول بلندش، واقعاً نازک شده است،
تنها چند میکرومتر قطر دارد.
مثال دیگری در روده کوچک شما یافت میشود،
جایی که ساختارهایی به نام ویله تا شدهاند تا انگشتان کوچکی بسازند.
هر ویلوز از سلولهایی با غشای به شدت تا خورده ساخته شده است
که برجستگیهای کوچکی به نام میکرو ویله دارند تا سطح خود را افزایش دهند.
اما درباره ارگانیزمهای تکسلولی چطور؟
کالرپا تاکسیفولیا که یک جلبک سبز است و میتواند ۳۰ سانتیمتر طول داشته باشد،
با تشکر از برشهای منحصر به فردش
به عنوان بزرگترین ارگانیزم تکسلولی جهان شناخته میشود.
مساحت جانبی آن با ساختارهای برگمانندی افزایش یافته است.
از فوتوسنتز برای ساختن مولکولهای غذایی خود استفاده میکند
و کوئنوسیتیک است.
یعنی سلول واحد آن با چندین هسته،
او را شبیه یک ارگانیزم چند سلولی کرده اما تمایزی میان سلولهای آن وجود ندارد.
اما بزرگترین ارگانیزم تکسلولی هم محدودیتهایی دارد،
و هیچ کدام نزدیک به اندازه یک فیل، نهنگ، یا خرس هم بزرگ نمیشوند.
اما درون هر موجود بزرگی تریلیونها سلول کوچک وجود دارند
که با وجود کوچک بودنشان،
غولهای زمین را سرپا نگه میدارند.