Taille des cellules
De 0,1 à 5,0 μm de diamètre, les cellules procaryotes sont nettement plus petites que les cellules eucaryotes, dont le diamètre varie de 10 à 100 μm. La petite taille des procaryotes permet aux ions et aux molécules organiques qui y pénètrent de se diffuser rapidement vers d’autres parties de la cellule. De même, tout déchet produit à l’intérieur d’une cellule procaryote peut rapidement se diffuser à l’extérieur. Ce n’est pas le cas des cellules eucaryotes, qui ont développé différentes adaptations structurelles pour améliorer le transport intracellulaire.
La petite taille, en général, est nécessaire à toutes les cellules, qu’elles soient procaryotes ou eucaryotes. Examinons pourquoi il en est ainsi. Tout d’abord, nous allons considérer la surface et le volume d’une cellule typique. Toutes les cellules ne sont pas de forme sphérique, mais la plupart tendent à s’en rapprocher. Vous vous souvenez peut-être de votre cours de géométrie au lycée : la formule pour la surface d’une sphère est 4πr2, tandis que la formule pour son volume est 4/3πr3. Ainsi, lorsque le rayon d’une cellule augmente, sa surface augmente comme le carré de son rayon, mais son volume augmente comme le cube de son rayon (beaucoup plus rapidement). Par conséquent, plus la taille d’une cellule augmente, plus son rapport surface/volume diminue. Ce même principe s’appliquerait si la cellule avait la forme d’un cube. Si la cellule devient trop grande, la membrane plasmique n’aura pas une surface suffisante pour supporter le taux de diffusion nécessaire à l’augmentation du volume. En d’autres termes, à mesure qu’une cellule grandit, elle devient moins efficace. Une façon de devenir plus efficace est de se diviser ; une autre façon est de développer des organites qui accomplissent des tâches spécifiques. Ces adaptations ont conduit au développement de cellules plus sophistiquées appelées cellules eucaryotes.
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