Чтобы лучше понять, начнём немного из далека.
Жизнь одноклеточных
Когда-то на заре эволюции существовали только одноклеточные организмы. Это были абсолютно независимые организмы, можно сказать люди в миниатюре — они могли и сами находить себе еду, сами до этой еды добирались, сами расщепляли эту еду и получали из неё энергию и строительные блоки, из которых могли строить износившиеся запчасти своего маленького тела и все остальные функции, необходимые для выживания, выполняли сами. Они все были абсолютно разные, отличались друг от друга намного больше, чем мы отличаемся от мухи. Человек и муха едят разную еду, ведь тела у нас разные, и эти тела состоят из разных запчастей.
Одноклеточные организмы тоже предпочитают не одинаковую пищу. И то, что для одного одноклеточного может быть абсолютно ненужным, тем, от чего он с радостью избавился и смыл бы в унитаз, для другого одноклеточного может являться самым необходимым.
И со временем, два таких одноклеточных поняли, что могут быть полезны друг другу. У первой клетки в процессе её жизнедеятельности как побочный продукт образовывалось такое вещество как пируват. Пируват этой клетке нужен не был, но и не мешал. А вот другое вещество, которое тоже образовывалось как побочные продукт — кислород — очень даже мешало, так как было для этого одноклеточного токсично.
А вот для второй клетки и пируват, и кислород оказались очень ценными. Из них эта клетка могла производить огромное количество энергии. Поэтому их сотрудничество было выгодно обеим сторонам.
Слияние клеток
Одноклеточная электростанция смогла производить так много энергии, что избыток могла отдавать первой клетке. Первая же в благодарнасть начала отдавать ей не только ненужные пируват и кислород, а вообще всё что ей потребуется, чтобы она сконцентрировалась только на производстве энергии. И даже впустила одноклеточную элекростанцию внутрь себя, чтобы избавить её от необходимости защищаться от внешней среды. В конце концов одноклеточная электростанция полностью утратила все функции кроме одной — производить энергию, словно наложница в покоях султана, которую лишили всех забот только ради одной функции.
Одноклеточный султан же полностью отказался от самостоятельного производства энергии, ведь ему её в избыточном количестве поставляла одноклеточная наложница.
Так в наших клетках появились митохондрии. В каждой клетке нашего организма есть органелла, отвечающая за производство энергии, которая когда-то была совершенно чужим организмом, а сейчас стала частью его. Другие органеллы в наших клетках, и даже ядро появились примерно при таких же обстоятельствах.
Какой максимальный размер клетки
Так, поглощая другие организмы, одноклеточный организм рос и развивался. И вырос в 100 тысяч раз относительно первоначального, самой простой версии. И оказалось, что дальше расти уже не получится. Дело в том, что объём клетки растёт значительно быстрее, чем площадь поверхности клетки:
Представьте себе деревянную коробку высотой 1 м, длиной 1 м и шириной 1 м. То есть 1х1х1 или 1 м3. Пусть вас не смущает цифра 1. 1 м3 — это весьма большой объём. Такая коробка может вместить 1000л воды. Так вот, если мы захотим обить эту коробку тканью, нам понадобится ткань шириной 1 м и длинной 1 м для того, чтобы обить верх коробки, то есть 1 м2. Такой же квадратик ткани на 4 бока и на низ. Итого 6 м2 площадь поверхности этой коробки. То есть площадь больше чем объём в 6 раз.
Но если мы увеличим ширину, длину и высоту в 10 раз, объём будет 10х10х10=1000 м3. А площадь поверхности тогда будет (10х10)х6=600 м2. То есть объём вырос в 1000 раз, а площадь всего в 600 раз. Если раньше площадь была больше объёма в 6 раз, то теперь уже объём больше площади, причём почти в 2 раза. И чем больше мы будем увеличивать нашу коробку, тем быстрее будет расти объём по отношению к площади.
Что это значит на практике. Клетка получает извне питательные вещества, и выделяет в окружающую среду ненужные вещества. Когда она маленькая, она это может делать свободно. Но с ростом клетки, на каждый кусочек мембраны, отделяющей внутренности клетки от наружнего мира приходится всё большая и большя нагрузка. Представьте небольшой шарик. И проведите от его поверхности линию к его центру. Вот какое расстояние нужно пройти, чтобы что-то доставить от поверхности шарика до центра или обратно. А теперь увеличьте этот шарик в 10 раз. И снова проведите линию к его центру. Линия стала значительно больше, и расстояние к центру надо преодолеть гораздо больше.
Жизнь многоклеточных
Так что бесконечно увеличиваться клетка не может. Поэтому дальше клетки решили взаимодействовать не сливаясь в одну клетку, а располагаясь рядом, и обениваясь необходимыми веществами. Так, самоорганизовываясь, уже многоклеточные организмы всё усложнялись и усложнялись, и в конце концов стали человеком и другими живыми существами, которых мы знаем. Так что можно сказать, что мы — триллионы маленьких организмов, которые решили, что им лучше будет, если они будут работать как единое целое.
Точно так же как и органеллы в одной клетке, для лучшего взаимодействия, клетки отказываются от некоторых своих функций, чтобы выполнять одну функцию, но выполнять её максимально хорошо. Например, адипоцит — клетка, практически весь объём которой занимает капля жира. Всё что ей нужно для жизни, ей поставляют другие клетки. Или эритроцит — клетка крови, которая лишилась даже ядра, чтобы весь объём заполнить белком гемоглобином, который способен переносить кислород к другим клеткам организма, которые в нём нуждаются.
Так же оказалось, что лучше, чтобы определённой функцией занималась не одна клетка, а сразу много. И эффективнее, если эти клетки будут находиться рядом друг с другом. Так образовались органы. Ну и этим органам всё так же для работы постоянно нужны вещества, которые они сами не производят.
Вот для этого и нужна кровь — она выполняет роль одновременно и трубопровода, и канализации. Она соединяет одни органы с другими, позволяя им легко передавать друг другу вещества, а так же выводить ненужные.
Если вам есть что дополнить в статье — напишите это в комментариях.
