最大的單細胞生物是什麼？ —莫瑞甘斯

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大象的體型非常龐大—但這樣的「龐大」是超過一千兆顆顯微鏡才看得見的細胞組成的。而在非常微小的事物中，其實存在著百萬種以上的單細胞物種，但我們的肉眼幾乎察覺不到。為什麼？為什麼沒有單細胞的大象？單細胞藍鯨？單細胞棕熊？讓莫瑞甘斯來告訴你。

內容教授：莫瑞甘斯，動畫製作：Zedem Media

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。