Você já se perguntou por que não existem "organismos unicelulares" do tamanho de montanhas na natureza? A base material das atividades vitais nos mostra que o tamanho das células é rigidamente limitado por leis físicas e biológicas. A razão central pela qual as células não podem crescer indefinidamente estána restrição da área de superfície relativa (razão superfície/volume S/V)e na capacidade limitada do núcleo de controlar um citoplasma excessivamente grande.

1. O limite da eficiência na troca de substâncias

As atividades vitais das células dependem do fornecimento e uso de energia. Como uma fábrica movimentada, as células capturam energia através dafotossíntese ou liberam energia através da respiração, o que envolve o transporte transmembrana de inúmeras substâncias. Quando o volume celular aumenta, o volume (V) cresce cubicamente, enquanto a área de superfície (S) cresce apenas quadraticamente. Isso significa que, quanto menor a área superficial relativa, menor a eficiência da troca de substâncias da célula com o meio externo (como a entrada e saída de $H_2O$, glicose e $O_2$).

2. A eficácia de controle do núcleo celular

O núcleo é o "cérebro" da célula. A quantidade de material genético contida em um núcleo é limitada. Se o volume celular for muito grande, o tempo para que as "instruções" emitidas pelo núcleo cheguem à periferia da célula aumenta, impossibilitando o controle preciso de reações bioquímicas complexas, como reações enzimáticas específicas e aconversão de ATP e ADP. Portanto, o crescimento dos organismos depende principalmente do processo de aumento do número de células por meio da divisão celular, ou seja,a proliferação celular.