Dit is de verhouding tussen de oppervlakte en
het volume van een organisme. Zoals we hieronder
zien, neemt deze verhouding af met de grootte van
het organisme (gemakshalve vertrekken we van een
hypothetische, bolvormige cel):
Dit houdt in, dat kleine cellen in verhouding
tot grotere een groter oppervlak hebben. Hierdoor
kunnen ze makkelijk voldoende stoffen met de omgeving
uitwisselen om in leven te blijven. Naarmate cellen
groeien zullen ze meer en meer problemen krijgen
om voldoende stoffen uit de omgeving op te nemen,
tot op een punt, waar ze verplicht worden te delen,
willen ze overleven.
Op grotere schaal hebben kleine organismen zoals
muizen en kleine vogels een relatief groot lichaamsoppervlak,
waardoor ze gemakkelijk warmte verliezen. Zij moeten
dan ook veel eten om hun temperatuur op peil te
houden en beschikken over een isolerende pels of
veren om warmteverlies zoveel mogelijk te beperken.
Olifanten daarentegen hebben een groot volume voor
een verhoudingswijze
kleiner lichaamsoppervlak. Zij zullen dus moeilijker
afkoelen. Verder hebben zij behoefte aan zware
beenderen en een grote spiermassa.
Om succesvol te zijn moet een grotere
cel de kleinere oppervlakte-volume verhouding ergens
kunnen compenseren, wil ze voldoende voedingsstoffen
kunnen opnemen. Onderstaande tabel geeft een overzicht
van de mogelijkheden die dergelijke cel heeft om
dat probleem te omzeilen.
| OPLOSSING |
UITLEG |
FIG. |
VOORBEELDEN |
| Probleem
ontlopen |
| Voorkom het probleem:
blijf klein! |
Kleine
afmetingen geven de grootste oppervlakte t.o.v. het volume. Kleine cellen
kunnen zeer efficiënt voedsel vergaren en vermenigvuldigen zeer snel |  |
kleine bacteriën,
gistcellen |
| Geometrische
oplossingen |
Vergroot
het lichaamsoppervlak |
| Wordt langer
of vlak af |
Een
bol heeft een klein op./vol.-ratio. Langwerpige of afgeplatte cellen hebben
veel meer celmembraan per cytoplasmaeenheid |  |
bacillen, rode
bloedcellen |
| Plooi de celmembraan |
Het
vormen van cytoplasmatische uitstulpingen of het veelvuldig plooien van de
buitenkant vergroot het oppervlak aanzienlijk |  |
amoeba, darmwandcellen
met microvilli. |
Verminder
het effectieve volume |
| Hol het binnenste
van de cel uit |
Een
cel meteen grote centrale vacuole heeft minder actief cytoplasma en dus kleinere
behoeften |  |
volwassen plantencellen |
| Vergroot
de snelheid waarmee voedsel wordtaangevoerd |
| Zoep plaatsen
opwaar de concentratie aan nutriënten groot is |
Mobiele
cellen kunnen plaatsen vermijden met lagen voedselconcentraties en actief
op zoek gaan naar plaatsen met grote diffusiesnelheden |  |
Protisten, sommige
wieren |
| Neem actief voedingsstoffen
op in bulk |
Door
voedsel op te nemen in vacuolen vergroot een cel de totale hoeveelheid opgenomen
voedsel. Bovendien vergroot de hoge concentratie aan nutriënten in de vacuolen
de diffusiesnelheid. |  |
Amoeba, Paramecium,
epitheel van ingewandscellen |
| Verbeter het
transport van nutriënten in de cel |
Door
snel de voedingsstoffen van de membraan weg te voeren kunnen concentratiegradiënten
over de membraan gehandhaafd wodorden |  |
plasmastromingen
in bladcellen |
| Verhoog
de efficiëntie waardoor de vraag naar voedingsstoffen verminderd wordt |
| Verdeel de arbeid
binnen de cel |
Door
de cel te verdelen in compartimenten, die slechts in één functie
gespecialiseerd zijn, kan de cel meer efficiënte enzymsystemen ontwikkelen |
 |
eukaryote cellen |
| Verdeel het werk
over verschillende cellen |
Door
samen te klitten kunnen cellen relatief klein blijven en samen toch de voordelen
genieten van één groot organisme. Elke cel kan specialiseren in één of twee
basisfuncties en voor de rest afhangen van andere cellen met andere specialisaties. |
 |
Planten, dieren,
de meeste zwammen en sommige wieren |
