Voi là một loài có kích thước khổng lồ,
vì vậy nó có khoảng hơn 1,000 tỉ tỉ tế bào nhỏ xíu,
và trong thế giới nhỏ bé ấy,
có hơn hàng triệu loại sinh vật đơn bào
nhưng có rất ít loài ta có thể nhìn thấy bằng mắt thường.
Tại sao lại như vậy?
Tại sao ta lại không có những con voi đơn bào,
hay cá voi đơn bào,
hay gấu nâu đơn bào?
Để tìm câu trả lời, chúng ta phải đi sâu vào lòng tế bào.
Đây là nơi hầu hết các chức năng của tế bào được thực hiện,
đóng kín bởi màng tế bào
có nhiệm vụ như 1 cánh cửa ngăn cách bên trong và bên ngoài tế bào.
Bất kì chất nào tế bào cần sử dụng,
hay các chất thải cần loại bỏ,
đầu tiên phải đi qua được màng tế bào.
Nhưng có 1 sự bất hợp lý sinh học ở cơ chế này.
Bề mặt tế bào và thể tích đều tăng nhưng không cùng một mức.
Tế bào có rất nhiều hình dạng,
nhưng cứ nghĩ nó như khối lập phương sẽ làm cho phương trình này dễ tính toán hơn.
1 khối lập phương có 6 mặt.
Nó đại diện cho màng tế bào và tạo nên bề mặt tế bào.
1 khối lập phương có cạnh 1 micromet,
đó là 1 phần triệu mét,
sẽ có tổng diện tích bề mặt là 6 micromet vuông.
Và thể tích là 1 micromet khối.
Nó sẽ cho ta 6 đơn vị diện tích bề mặt
cho mỗi đơn vị thể tích,
tỉ lệ 6:1.
Nhưng mọi thứ thay đổi đáng kể nếu ta làm khối lập phương này lớn hơn 10 lần,
tăng lên 10 micromet mỗi cạnh.
Tế bào này sẽ có diện tích bề mặt là 600 micromet vuông
và thể tích là 1000 micromet khối,
tỉ lệ chỉ 0.6:1
Nó nhỏ hơn cả 1 đơn vị diện tích bề mặt để bao phủ 1 đơn vị thể tích.
Khi nó lớn lên, thể tích của nó tăng nhanh hơn diện tích bề mặt.
Các chất bên trong sẽ có xu hướng tràn ra ngoài màng,
để lại 1 diện tích bề mặt rất nhỏ cho các chất đi ra đi vào tế bào.
Một tế bào lớn sẽ trữ lại các chất độc hại, cuối cùng sẽ chết và tan rã.
Có một lợi ích khi có một tập hợp các đám tế bào nhỏ.
Nó sẽ không ảnh hưởng lớn nếu 1 tế bào bị thủng, nhiễm bệnh hay phá hủy.
Hiện nay, có vài tế bào lớn là ngoại lệ
đã tìm được cách ăn gian cả hệ thống,
như tế bào dài nhất cơ thể,
tế bào thần kinh (nơ-ron), vươn dài từ tủy sống tới bàn chân.
Để thích hợp với độ dài đó, nó rất mỏng,
chỉ vài micromet đường kính.
Một ví dụ khác có thể tìm thấy trong ruột non của bạn,
nơi mà cấu trúc gọi là nhung mao đội cao lên như ngón tay.
Mỗi nhung mao được tạo bởi các tế bào mà màng được xếp nếp nhiều
có nhiều bơm nhỏ gọi là vi nhung mao để tăng diện tích bề mặt.
Nhưng sinh vật đơn bào thì sao?
Caulerpa taxifolia, 1 loại tảo xanh có thể đạt tới chiều dài 30 cm
được tin rằng là sinh vật đơn bào dài nhất trên thế giới
vì cách gian lận sinh học độc đáo của nó.
Diện tích bề mặt của nó được tăng cường bởi cấu trúc giống cây dương xỉ.
Nó quang hợp để tự tổng hợp các phân tử thức ăn cho chính mình
và nó là một kiểu tập đoàn đa bào.
Điều đó có nghĩa là nó là 1 tế bào đơn lẻ nhưng có nhiều nhân,
khiến nó giống một sinh vật đa bào không có sự ngăn cách giữa các tế bào.
Tuy nhiên ngay cả những sinh vật đơn bào lớn nhất cũng có giới hạn,
chúng không thể phát triển tới kích thước khổng lồ của voi, cá voi hay gấu.
Nhưng bên trong mỗi loài sinh vật lớn là cả tỉ tỉ tế bào nhỏ xíu
đều khăng khăng một mực giữ lấy chức trách của mình
để giữ cho những kẻ khổng lồ trên Trái Đất đi lại ì ạch.