細胞が小さい理由、重力説

科学

細胞がなぜ、あんなにも小さいのか。その謎に、意外な「重力」が関係しているという説があるのをご存知でしょうか。

多くの動物細胞は、直径が約10マイクロメートル(100万分の1メートル)ほど。この小ささには、細胞内部のDNAやタンパク質合成能力と、細胞全体の体積とのバランスを保つという理由があります。表面積を広く保つことで、栄養の取り込みや老廃物の排出を効率的に行えるのです。

しかし、細胞が一定のサイズを超えると、細胞内の成分を安定させるために「足場」が必要になるほどの重力の影響を受けるようになる、という研究者もいるんです。この重力の影響が、動物細胞のサイズを小さく保つ一因になっているとか。

もちろん、細胞壁を持たない細胞膜は比較的脆いため、大きくなりすぎると崩壊するリスクも高まります。だからこそ、多くの細胞は「小さくいること」を選んでいるのかもしれません。

ただ、このルールを破る巨大な細菌もいます。たとえば、*Thiomargarita magnifica* という細菌は、細胞体積の大部分を空の液胞で満たすことで、1メートルを超える大きさになることもあるんです。

1665年にロバート・フックがコルクの細胞を初めて観察し、「細胞」という言葉を命名して以来、その構造や機能は研究され続けていますが、重力のような、これまであまり注目されてこなかった要因が、細胞のあり方を左右しているというのは、なんだか不思議な気持ちになりますね。

ヒトの体は約30兆個もの細胞でできていますが、その一つ一つが、見えない力とバランスを取りながら、私たちを生かしているんですね。

Why are cells small?
画像: Wikipedia「Cell growth」より


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