大象是體型非常龐大的生物, 但這麼大的體型, 要一千兆顆以上的細胞才能組成。 而在非常微小的世界裡, 有數百萬種的單細胞生物, 但肉眼只能看見極少數。 為什麼呢? 為什麼沒有單細胞版的大象? 單細胞版的藍鯨? 單細胞版的棕熊? 讓我們從細胞的核心找答案。 這是細胞功能運作的主要場所, 外層有細胞膜包覆, 掌管物質進出的門戶。 任何細胞消耗的物質, 或是要排出的廢物, 首先都要通過細胞膜。 但這組織結構有些矛盾。 細胞表面積和內容量的增長率不一樣。 細胞可以有各種形狀, 但假設它們都是立方體比較好計算。 立方體有六面。 這代表細胞膜,組合成表面積。 一個長寬高一微米的立方體, 也就是百萬分之一公尺, 表面積是六平方微米。 而它的內容物是一立方微米。 所以每一單位的內容物, 分到六單位的表面積, 比例是六比一。 但如果方塊大了十倍, 情況會完全不同。 假設長寬高都是十微米。 細胞的表面積是六百平方微米, 而內容量是一千立方微米, 比例只剩 0.6 比一。 所以一單位的內容物 分不到一單位的表面積。 立方體成長時 內容物比表面積的增長快多了。 內容物會超出細胞膜負荷, 細胞膜會來不及處理物質進出。 大顆的細胞會被廢物塞滿, 最後死掉、分解。 所以擁有許多小細胞是有好處的, 如果某個細胞被刺破、 感染或是消毀也沒關係。 但有些特別大的細胞, 自有自己的一套辦法, 就像人體最長的細胞, 神經細胞可以從尾椎延伸到腳底。 為了彌補長度,它非常纖細, 直徑只有幾微米。 另一個例子在你的小腸, 稱作絨毛的結構摺疊成小指針 。 每根絨毛細胞的細胞膜層層折疊, 上面有稱作微絨毛的突起增加表面積。 但單細胞生物呢? 杉葉蕨藻, 是可高達 30 公分長的綠藻, 被認為是世上最大的單細胞生物。 這歸功於它獨特的生物特徵。 表面長成葉狀的結構。 用光合作用收集所需的食物分子。 而且它是多核細胞。 也就是說雖然是單細胞生物, 卻有很多細胞核, 所以它像多細胞生物一樣運作, 但卻沒有分裂。 儘管如此, 最大的單細胞生物也有限制, 所以不會大得像大象、鯨魚或是熊。 但每種體型大的生物 也是幾兆個小細胞組成, 各自默默地固守崗位 讓這些大怪物趴趴走。