Vous êtes-vous déjà demandé pourquoi il n'existe pas d'« organisme unicellulaire » aussi grand qu'une montagne dans la nature ? Les bases matérielles de la vie nous enseignent que la taille des cellules est strictement limitée par les lois physiques et biologiques. La raison fondamentale pour laquelle une cellule ne peut pas grandir indéfiniment réside dansla limitation de la surface relative (rapport surface/volume S/V), ainsi que dans la capacité limitée du noyau à contrôler un cytoplasme trop volumineux.

1. La limite de l'efficacité des échanges de substances

Les activités vitales d'une cellule dépendent de l'apport et de l'utilisation de l'énergie. Comme une usine très active, la cellule capte de l'énergie viala photosynthèse ou libère de l'énergie par la respiration, ce qui implique le transport transmembranaire de nombreuses substances. Lorsque le volume d'une cellule augmente, son volume (V) croît au cube, tandis que sa surface (S) ne croît qu'au carré. Cela signifie que plus la surface relative est petite, moins les échanges de substances avec l'extérieur (comme l'entrée et la sortie de $H_2O$, de glucose et de $O_2$) sont efficaces.

2. L'efficacité de contrôle du noyau

Le noyau est le « cerveau » de la cellule. La quantité de matériel génétique contenue dans un noyau est limitée. Si le volume de la cellule est trop grand, le temps nécessaire aux « instructions » émises par le noyau pour atteindre la périphérie de la cellule s'allonge, rendant impossible le contrôle précis de réactions biochimiques complexes, telles que les réactions enzymatiques spécifiques etla conversion entre ATP et ADP. Par conséquent, la croissance d'un organisme repose principalement sur l'augmentation du nombre de cellules par division cellulaire, c'est-à-direla prolifération cellulaire.