L'elefante è una creatura dalle dimensioni epiche,
eppure deve la sua grandezza a più di 1000 trilioni di cellule microscopiche;
mentre dal lato dell'estremamente piccolo,
ci sono probabilmente milioni di specie unicellulari,
ma ne esistono molto poche che possiamo vedere a occhio nudo.
Perché?
Perché non ci sono elefanti unicellulari,
o balenottere azzurre,
o orsi bruni?
Per scoprirlo dobbiamo scrutare nelle viscere delle cellule.
Qui è dove accade la maggior parte delle funzioni della cellula,
racchiuse da una membrana cellulare
che agisce da porta d'accesso per entrare e uscire dalla cellula.
Qualsiasi risorsa la cellula debba consumare,
o scarto debba espellere,
deve innanzitutto passare attraverso questa membrana.
Ma in quest'architettura c'è un'anomalia biologica.
La superficie e il volume della cellula non crescono allo stesso modo.
Esistono cellule di varie forme,
ma se le pensiamo come cubi il calcolo sarà più facile.
Un cubo ha sei facce.
Queste rappresentano la membrana cellulare,
e costituiscono la sua superficie totale.
Un cubo di un micrometro di lato,
cioè un milionesimo di metro,
avrà una superficie totale di sei micrometri quadrati.
E il suo volume sarà di un micrometro cubo.
Questo ci dà sei unità di area di superficie
per ogni singola unità di volume,
un rapporto di sei a uno.
Ma le cose cambiano moltissimo se prendiamo un cubo dieci volte più grande,
di dieci micrometri di lato.
Questa cellula avrà una superficie di 600 micrometri quadri
e un volume di mille micrometri cubi,
un rapporto di solo 0,6 a uno.
È meno di un'unità di superficie per ogni unità di volume.
Se il cubo cresce, il volume aumenta molto più velocemente della superficie.
La parte interna finirà per superare la membrana,
lasciando troppo poca superficie
per uno scambio veloce dentro e fuori dalla cellula.
Una cellula enorme s'intaserebbe di rifiuti fino a morire e disintegrarsi.
C'è un altro vantaggio nell'avere un gran numero di cellule più piccole.
Non è una tragedia se ne viene punta, infettata o distrutta una.
Ora, ci sono cellule eccezionalmente grandi
che si sono adattate per imbrogliare il sistema,
come la cellula più lunga del corpo,
un neurone che si estende dalla base della spina dorsale al piede.
Per compensare la sua lunghezza, è davvero sottile,
solo pochi micrometri di diametro.
Un altro esempio si può trovare nell'intestino tenue,
dove le strutture dette villi si ripiegano in piccole dita.
Ogni villo è formato da cellule con membrane ripetutamente ripiegate
che hanno piccole protuberanze dette microvilli per aumentarne la superficie.
E gli organismi unicellulari?
La Caulerpa taxifolia, un'alga verde che può raggiungere i 30 cm di lunghezza.
Si pensa sia l'organismo unicellulare più grande al mondo
grazie ai suoi espedienti biologici unici.
La sua superficie è migliorata da una struttura ramificata.
Usa la fotosintesi per sintetizzare le molecole del suo cibo
ed è cenocitica.
Significa che è una singola cellula con molti nuclei,
come se fosse un organismo multicellulare ma senza divisioni tra le cellule.
Ma anche gli organismi unicellulari più grandi hanno dei limiti,
e nessuno diventa lontanamente grande come un elefante, una balena o un orso.
Dentro ogni grande creatura ci sono trilioni di minuscole cellule
perfettamente adatte nella loro piccolezza
per continuare a far risuonare i passi pesanti dei giganti della terra.