What is the biggest single-celled organism? - Murry Gans

Переводчик: Anna Zvereva Редактор: Yulia Kallistratova

The elephant is a creature of epic proportions,

Слон — существо колоссального размера, однако этим он обязан

and yet it owes its enormity to more than 1,000 trillion microscopic cells,

более чем одной тысяче триллионов микроскопических клеток,

and on the epically small end of things,

а на уровне невероятно маленьких организмов

there are likely millions of unicellular species,

существуют миллионы одноклеточных особей,

yet there are very few we can see with the naked eye.

большинство из которых не видимы невооружённым глазом.

Why is that?

В чём причина?

Why don't we get unicellular elephants,

Почему не бывает одноклеточных слонов,

or blue whales,

или китов,

or brown bears?

или бурых медведей?

To find out, we have to peer into a cell's guts.

Чтобы выяснить это, мы должны заглянуть внутрь клетки.

This is where most of the cell's functions occur,

Здесь происходят основные клеточные процессы,

enclosed by a cellular membrane

скрытые под клеточной мембраной,

that acts as the doorway into and out of the cell.

которая служит входом в клетку и выходом из неё.

Any resources the cell needs to consume,

Все необходимые для питания клетки ресурсы

or waste products it needs to expel,

или продукты распада, подлежащие удалению,

first have to pass through this membrane.

сначала должны пройти через мембрану.

But there's a biological quirk in this set up.

Но в этой системе существует биологическая странность.

A cell's surface and volume increase at different rates.

Поверхность и объём клетки растут в разных пропорциях.

Cells come in many shapes,

Клетки бывают различной формы,

but imagining them as cubes will make the math easy to calculate.

но если представить их в виде куба, то легче будет сделать вычисления.

A cube has six faces.

Куб имеет шесть сторон.

These represent the cell membrane, and make up its surface area.

Они представляют клеточную мембрану и образуют её поверхность.

A cube measuring one micrometer on each side,

Если каждая сторона куба — один микрометр,

that's one millionth of a meter,

это одна миллионная метра,

would have a total surface area of six square micrometers.

то общая площадь поверхности — шесть квадратных микрометров.

And its volume would be one cubic micrometer.

А её объём составит один кубический микрометр.

This would give us six units of surface area

Это даёт нам соотношение шести частей площади

for every single unit of volume,

к одной части объёма,

a six to one ratio.

то есть шесть к одному.

But things change dramatically if we make the cube ten times bigger,

Но всё резко меняется, если взять куб в десять раз больше:

measuring ten micrometers on each side.

с размером стороны в десять микрометров.

This cell would have a surface area of 600 square micrometers

Такая клетка имеет площадь поверхности в 600 квадратных микрометров

and a volume of one thousand cubic micrometers,

и объём в 1 000 кубических микрометров,

a ratio of only .6 to one.

соотношение будет 0,6 к одному.

That's less than one unit of surface area to service each unit of volume.

Это меньше одной части площади поверхности на одну часть объёма.

As the cube grows, its volume increases much faster than its surface area.

По мере увеличения куба, его объём растёт быстрее, чем его площадь.

The interior would overtake the membrane,

Внутренний объём вытолкнул бы мембрану,

leaving too little surface area for things to quickly move in and out of the cell.

оставляя слишком мало площади для быстрого проникновения веществ в клетку или из неё.

A huge cell would back up with waste and eventually die and disintegrate.

Огромная клетка наполнилась бы продуктами распада и погибла бы.

There's another plus to having multitudes of smaller cells, too.

Есть и другое преимущество в многочисленности небольших клеток.

It's hardly a tragedy if one gets punctured, infected, or destroyed.

Не трагедия, если одна из них будет повреждена или заражена.

Now, there are some exceptionally large cells

Удивительно, но существуют исключительно огромные клетки,

that have adapted to cheat the system,

которые научились обходить эту систему,

like the body's longest cell,

например, нейрон — самая длинная клетка нашего тела,

a neuron that stretches from the base of the spine to the foot.

которая тянется от основания позвоночника до ступни.

To compensate for its length, it's really thin,

В противовес своей длине, сам нейрон очень тонкий,

just a few micrometers in diameter.

всего несколько микрометров в диаметре.

Another example can be found in your small intestine,

Другим примером служит тонкий кишечник,

where structures called villi fold up into little fingers.

где ткани, называемые ворсинками, сложены в маленькие пальцеобразные выступы.

Each villus is made of cells with highly folded membranes

Каждая ворсинка образована клетками со складчатыми мембранами,

that have tiny bumps called microvilli to increase their surface area.

имеющими маленькие выступы, микроворсинки, что увеличивает площадь их поверхности.

But what about single-celled organisms?

Но как обстоит дело с одноклеточными организмами?

Caulerpa taxifolia, a green algae that can reach 30 centimeters long,

Зелёная морская водоросль Caulerpa taxifolia достигает 30 см в длину

is believed to be the largest single-celled organism in the world

и считается крупнейшим одноклеточным организмом в мире

thanks to its unique biological hacks.

благодаря уникальному биологическому трюку.

Its surface area is enhanced with a frond-like structure.

Площадь её поверхности расширена за счёт листовидного строения.

It uses photosynthesis to assemble its own food molecules

С помощью фотосинтеза она производит молекулы для своего питания,

and it's coenocytic.

и она несептирована.

That means it's a single cell with multiple nuclei,

Что означает, что это отдельная клетка с более чем одним ядром,

making it like a multicellular organism but without the divisions between cells.

как у многоклеточного организма, но без перегородок между клетками.

Yet even the biggest unicellular organisms have limits,

Но даже огромные одноклеточные организмы имеют предел,

and none grows nearly as large as the elephant, whale, or bear.

и ни один из них не вырастет размером со слона, кита или медведя.

But within every big creature are trillions of minuscule cells

Зато внутри каждого огромного существа есть триллионы крохотных клеток,

perfectly suited in all their tininess

прекрасно приспособленных, при всей их миниатюрности,

to keeping the Earth's giants lumbering along.

приводить в движение гигантов нашей планеты.