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4.2: Taille de la cellule
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Cell Size
 
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4.2: Cell Size

4.2: Taille de la cellule

The size of cells varies widely among and within organisms. For instance, the smallest bacteria are 0.1 micrometers (μm) in diameter—about a thousand times smaller than many eukaryotic cells. Most other bacteria are larger than these tiny ones—between 1-10 μm—but they still tend to be smaller than most eukaryotic cells, which typically range from 10-100 μm.

Surface Area

Larger is not necessarily better when it comes to cells. For instance, cells need to take in nutrients and water through diffusion. The plasma membrane surrounding cells limits the rate at which these materials are exchanged. Smaller cells tend to have a higher surface area to volume ratio than larger cells. That is because changes in volume are not linear to changes in surface area. When a sphere increases in size, the volume grows proportional to the cube of its radius (r3), while its surface area grows proportional to only the square of its radius (r2). Therefore, smaller cells have relatively more surface area compared to their volume than larger cells of the same shape. A larger surface area means more area of the plasma membrane where materials can pass into and out of the cell. Substances also need to travel within cells. Hence the rate of diffusion may limit processes in large cells.

Adaptations

Prokaryotes are often small and divide before they face limitations due to cell size. Larger eukaryotic cells have organelles that facilitate intracellular transport. Also, structural changes help overcome limitations. Some cells that need to exchange large amounts of substances with the environment developed long, thin extrusions that maximize the surface area to volume ratio. An example of such structures are the root hairs of plant cells that facilitate the intake of water and nutrients. Therefore, cell size and surface area to volume ratio are crucial factors in the evolution of cellular characteristics.

La taille des cellules varie considérablement d’un organisme à l’autre et à l’intérieur de celui-ci. Par exemple, les plus petites bactéries ont un diamètre de 0,1 micromètre (μm), soit environ mille fois plus petites que de nombreuses cellules eucaryotes. La plupart des autres bactéries sont plus grandes que ces minuscules , entre 1-10 μm-, mais elles ont toujours tendance à être plus petites que la plupart des cellules eucaryotes, qui varient généralement de 10-100 μm.

Surface

Plus grand n’est pas nécessairement mieux quand il s’agit de cellules. Par exemple, les cellules doivent prendre en nutriments et en eau par diffusion. La membrane plasmatique entourant les cellules limite la vitesse d’échange de ces matériaux. Les cellules plus petites ont tendance à avoir un rapport surface/volume plus élevé que les cellules plus grandes. C’est parce que les changements de volume ne sont pas linéaires aux changements de surface. Lorsqu’une sphère augmente en taille, le volume augmente proportionnellement au cube de son rayon (r3), tandis que sa surface augmente proportionnellement au carré de son rayon (r2). Par conséquent, les cellules plus petites ont une surface relativement plus grande que les cellules plus grandes de la même forme. Une plus grande surface signifie plus de surface de la membrane plasmatique où les matériaux peuvent passer dans et hors de la cellule. Les substances doivent également voyager à l’intérieur des cellules. Par conséquent, le taux de diffusion peut limiter les processus dans les grandes cellules.

Adaptations

Les procaryotes sont souvent petites et se divisent avant d’être confrontées à des limitations en raison de la taille de la cellule. Les cellules eucaryotes plus grandes ont des organites qui facilitent le transport intracellulaire. En outre, les changements structurels aident à surmonter les limites. Certaines cellules qui ont besoin d’échanger de grandes quantités de substances avec l’environnement ont développé de longues extrusions minces qui maximisent le rapport surface/volume. Un exemple de ces structures sont les poils racinaires des cellules végétales qui facilitent la prise d’eau et de nutriments. Par conséquent, la taille des cellules et le rapport surface/volume sont des facteurs cruciaux dans l’évolution des caractéristiques cellulaires.


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