คุณเคยสงสัยไหมว่าทำไมในธรรมชาติถึงไม่มี "สิ่งมีชีวิตเซลล์เดียว" ขนาดใหญ่เท่าภูเขา？พื้นฐานทางวัตถุของกิจกรรมชีวิตบอกเราว่า ขนาดของเซลล์ถูกจำกัดอย่างเข้มงวดโดยกฎทางฟิสิกส์และชีววิทยา สาเหตุหลักที่เซลล์ไม่สามารถมีขนาดใหญ่ขึ้นอย่างไม่มีที่สิ้นสุดก็คือข้อจำกัดของพื้นที่ผิวสัมพัทธ์ (อัตราส่วนพื้นที่ผิวต่อปริมาตร S/V)และข้อจำกัดของความสามารถของนิวเคลียสในการควบคุมไซโทพลาซึมที่มีปริมาณมาก

1. เส้นแบ่งของประสิทธิภาพการแลกเปลี่ยนสาร

กิจกรรมชีวิตของเซลล์离不开การจัดหาและการใช้พลังงาน เช่นเดียวกับโรงงานที่คึกคัก เซลล์ผ่านการสังเคราะห์ด้วยแสง (photosynthesis) เพื่อจับพลังงานหรือปล่อยพลังงานผ่านการหายใจ ซึ่งเกี่ยวข้องกับการลำเลียงสารจำนวนมากผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ เมื่อปริมาตรเซลล์เพิ่มขึ้น ปริมาตร (V) จะเพิ่มขึ้นแบบยกกำลังสาม ในขณะที่พื้นที่ผิว (S) เพิ่มขึ้นแบบยกกำลังสองเท่านั้น ซึ่งหมายความว่ายิ่งพื้นที่ผิวสัมพัทธ์มีค่าน้อยลง ประสิทธิภาพในการแลกเปลี่ยนสารกับภายนอก (เช่น การเข้า-ออกของ $H_2O$ กลูโคส $O_2$) ก็จะยิ่งต่ำลง

2. ประสิทธิภาพการควบคุมของนิวเคลียส

นิวเคลียสคือ "สมอง" ของเซลล์ ปริมาณสารพันธุกรรมที่อยู่ในนิวเคลียสเดียวนั้นมีขีดจำกัด ถ้าเซลล์มีขนาดใหญ่เกินไป เวลาที่ "คำสั่ง" จากนิวเคลียสส่งไปถึงขอบเซลล์จะนานขึ้น ทำให้ไม่สามารถควบคุมปฏิกิริยาชีวเคมีที่ซับซ้อนได้อย่างแม่นยำ เช่น ปฏิกิริยาเอนไซม์แบบจำเพาะ และการเปลี่ยนระหว่าง ATP กับ ADPดังนั้น การเจริญเติบโตของสิ่งมีชีวิตจึงอาศัยกระบวนการที่เซลล์เพิ่มจำนวนขึ้นผ่านการแบ่งเซลล์เป็นหลัก นั่นคือการเพิ่มจำนวนเซลล์ (cell proliferation)