4.2: Rozmiar komórki

Rozmiary komórek różnią się znacznie między organizmami i w ich obrębie. Komórki bakteryjne mają wielkość od 1 do 10 mikrometrów (μm) i są znacznie mniejsze niż większość komórek eukariotycznych. Najmniejsze bakterie mają średnicę 0,1 μm – około tysiąc razy mniejszą niż komórki eukariotyczne, które zwykle mają od 10 do 100 μm.

powierzchnia

Komórki mogą pobierać składniki odżywcze i wodę poprzez dyfuzję przez samą błonę plazmatyczną lub przez określone kanały w błonie. Obszar błony otaczającej komórki ogranicza szybkość wymiany tych materiałów. Mniejsze komórki mają zwykle większy stosunek powierzchni do objętości niż większe komórki. Gdy kula zwiększa swój rozmiar, objętość rośnie proporcjonalnie do sześcianu jej promienia, podczas gdy jej powierzchnia rośnie proporcjonalnie do kwadratu jej promienia. Mniejsze komórki mają stosunkowo większą powierzchnię w porównaniu do ich objętości niż większe komórki o tym samym kształcie. Większa powierzchnia oznacza więcej błony plazmatycznej, przez którą materiały mogą wchodzić i wychodzić z komórki. Substancje muszą również przemieszczać się w obrębie komórek. W rezultacie szybkość dyfuzji może ograniczać procesy zachodzące w dużych komórkach.

Dostosowania

Prokariota są często małe i dzielą się, zanim napotkają ograniczenia ze względu na wielkość komórek. Większe komórki eukariotyczne mają organelle, które ułatwiają transport wewnątrzkomórkowy i zmiany strukturalne, które pomagają przezwyciężyć ograniczenia. Niektóre komórki, które muszą wymieniać duże ilości substancji z otoczeniem, rozwijają długie, cienkie wypukłości, które maksymalizują stosunek powierzchni do objętości. Przykładem takiej struktury są włośniki komórek roślinnych, które ułatwiają pobieranie wody i składników odżywczych.