Zellgröße
Mit einem Durchmesser von 0,1 bis 5,0 μm sind prokaryontische Zellen deutlich kleiner als eukaryontische Zellen, die einen Durchmesser von 10 bis 100 μm haben. Aufgrund der geringen Größe von Prokaryoten können Ionen und organische Moleküle, die in sie eindringen, schnell in andere Teile der Zelle diffundieren. Ebenso können Abfallstoffe, die in einer prokaryotischen Zelle entstehen, schnell hinausdiffundieren. Dies ist bei eukaryotischen Zellen nicht der Fall, die verschiedene strukturelle Anpassungen zur Verbesserung des intrazellulären Transports entwickelt haben.
Kleine Größe ist im Allgemeinen für alle Zellen notwendig, egal ob prokaryotisch oder eukaryotisch. Lassen Sie uns untersuchen, warum das so ist. Zunächst betrachten wir die Fläche und das Volumen einer typischen Zelle. Nicht alle Zellen sind kugelförmig, aber die meisten haben eine annähernde Kugelform. Vielleicht erinnern Sie sich noch aus dem Geometrieunterricht in der Schule, dass die Formel für die Oberfläche einer Kugel 4πr2 und die Formel für ihr Volumen 4/3πr3 lautet. Wenn also der Radius einer Zelle zunimmt, vergrößert sich ihre Oberfläche mit dem Quadrat ihres Radius, aber ihr Volumen nimmt mit dem Kubus ihres Radius zu (viel schneller). Mit zunehmender Größe einer Zelle nimmt also ihr Verhältnis von Oberfläche zu Volumen ab. Das gleiche Prinzip würde gelten, wenn die Zelle die Form eines Würfels hätte. Wenn die Zelle zu groß wird, hat die Plasmamembran nicht genügend Oberfläche, um die für das vergrößerte Volumen erforderliche Diffusionsrate zu unterstützen. Mit anderen Worten: Wenn eine Zelle wächst, wird sie weniger effizient. Eine Möglichkeit, effizienter zu werden, besteht darin, sich zu teilen; eine andere Möglichkeit besteht darin, Organellen zu entwickeln, die spezifische Aufgaben erfüllen. Diese Anpassungen führten zur Entwicklung von höher entwickelten Zellen, den eukaryotischen Zellen.
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