Sinh vật đơn bào nào lớn nhất? - Murry Gans

Xem toàn bộ bài học tại: http://ed.ted.com/lessons/what-is-the-biggest-single-celled-organism-murry-gans

Voi là sinh vật có kích thước khổng lồ - tuy nhiên, chúng lại sở hữu một khối lượng cực lớn hơn 1,000 nghìn tỷ vi tế bào. Có hàng triệu sinh vật đơn bào, nhưng rất ít trong số chúng có thể nhìn thấy bằng mắt thường. Tại sao lại như vậy? Tại sao ta không có những chú voi đơn bào? Hoặc cá voi xanh? Hoặc gấu nâu? Murry Gans sẽ giải thích những điều này.

Bài học bởi Murry Gans, minh họa bởi Zedem Media.

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.