ما مدى صغر الخلية؟

يبلغ متوسط عرض خلية الكبد البشرية 25 µm، بينما يمكن للأميبا العملاقة Chaos carolinense أن تمتد إلى طول 1 mm. لا يوجد حجم واحد للخلايا: فقد يبلغ عرض الخلايا البشرية المألوفة عشرات الميكرومترات، فيما تكبر بعض الكائنات وحيدة الخلية حتى تبدو كنقاط متحركة.

الميكرومتر (µm) وحدة طول تُستخدم لقياس الخلايا، أما النانومتر (nm) فهو أصغر منه. وتسهّل هذه الوحدات تتبّع الانتقال من خلية بشرية إلى بكتيريا، ثم إلى بنية دقيقة داخل الخلية.

قد يقارب عرض الخلية البشرية عرض شعرة

يبلغ عرض شعرة الإنسان نحو 70 µm. ويبلغ عرض خلية من الخد 60 µm، أي ما يقارب عرض الشعرة، ويعادل نحو ثمانية أضعاف قطر كرية دم حمراء. ويبلغ عرض كرية الدم الحمراء 7.5 µm. وتضع هذه الأنواع المألوفة من الخلايا البشرية معنى «مجهري» في منظوره الصحيح: فعرض خلية الخد يقارب عرض شعرة، بينما كرية الدم الحمراء أضيق بكثير.

خلايا الخد خلايا حرشفية مسطحة تبطن السطح الداخلي للفم. ويتيح لها شكلها العريض تكوين بطانة سطحية، كما يسهل جمعها بمسحة من الخد. لذلك فهي عينة شائعة في تجارب استخلاص الحمض النووي في الصفوف الدراسية. تبدأ العينة من جزء في الجسم يسهل على معظم الناس الوصول إليه، لكن رؤية الخلايا بوضوح تتطلب مجهرًا.

يبلغ قطر الخلية الدهنية البشرية الناضجة 100 µm. ويملأ قطرة دهنية كبيرة واحدة معظم داخلها تقريبًا، دافعةً النواة إلى الحافة. ويبلغ عرضها عند 100 µm نحو 1.7 ضعف عرض خلية الخد. وتمنحها القطرة الكبيرة بنية مميزة: إذ يملأ مخزونٌ معظم الحيز داخل غشائها الخارجي.

يبلغ متوسط عرض الخلية الكبدية 25 µm. وهي أصغر من خلية الخد، لكن عرضها يعادل نحو 3.3 أضعاف قطر كرية الدم الحمراء. وتشكل الخلايا الكبدية نحو 80% من كتلة الكبد، وتؤدي مئات الوظائف الأيضية. ولا يكشف عرض الخلية وحده عن وظيفتها: فالخلية الكبدية الأصغر جزء من عضو مسؤول عن أنواع كثيرة من النشاط الكيميائي.

بعض الكائنات وحيدة الخلية أكبر بكثير

تُعد Chaos carolinense واحدة من أكبر الأميبات المعروفة، وقد تبدو للعين المجردة كنقطة متحركة. وعندما تتمدد، يبلغ طولها 1 mm، أي نحو ضعف عرض حبة رمل متوسطة. وتبلغ حبة الأرز نحو ستة أضعاف طول الأميبا المتمددة. ويتغير محيط الأميبا أثناء حركتها، لذا يصف طولها المقاس شكلها المتمدد.

يبلغ طول الهدبي الوردي Blepharisma japonicum 300 µm، أي نحو 4.3 أضعاف عرض شعرة الإنسان. ويعادل ذلك أيضًا نحو 40 ضعف قطر كرية الدم الحمراء. وتمنحه صبغته الحساسة للضوء، بليفاريسمين، لونه الوردي، وقد تكون سامة في الضوء الساطع. وتظل خلية بهذا الحجم أصغر من أن تُرى بوضوح دون تكبير، لكنها أعرض بكثير من خلية الدم التي تساعد على نقل الأكسجين في جسمك.

تُقلّص البكتيريا المقياس إلى بضعة ميكرومترات

البكتيريا خلايا، لكنها أصغر بكثير من الخلايا البشرية المذكورة أعلاه. ويبلغ طول البكتيريا العصوية الشكل Shigella flexneri 2.5 µm. ويعادل عرض كرية الدم الحمراء نحو ثلاثة أضعاف طول Shigella. ويمكن لـ Shigella غزو خلايا الأمعاء البشرية باستخدام نظام حقن متخصص. ولا تمنعها أبعادها الصغيرة من التفاعل مباشرةً مع خلايا أكبر بكثير.

يبلغ عرض Deinococcus radiodurans نحو 2 µm. ويمكنها النجاة من جرعات إشعاع تفوق آلاف المرات الجرعات التي تقتل الإنسان، وذلك بإصلاح الحمض النووي المتحطم بسرعة. ويعادل قطر كرية الدم الحمراء نحو 3.8 أضعاف قطرها. ولا تشغل هذه البكتيريا سوى حيز صغير بجانب كرية الدم، ومع ذلك يمكن لنظام الإصلاح لديها استعادة المادة الوراثية المتضررة.

يبلغ متوسط عرض البكتيريا الزرقاء البحرية Synechococcus نحو 1 µm. ويبلغ عرض كرية الدم الحمراء نحو 7.5 أضعاف عرضها، فيما يبلغ عرض Synechococcus نحو نصف قطر Deinococcus radiodurans. وتُعد Synechococcus من أكثر الكائنات الحية التي تقوم بالتمثيل الضوئي وفرةً على الأرض، وتسهم إسهامًا كبيرًا في إنتاج الأكسجين عالميًا. ويتجاوز دورها بكثير حدود شكلها الدقيق: فهذه الخلايا تساعد على دفع عملية التمثيل الضوئي في المحيطات.

الفيروسات أصغر من الخلايا، لكنها ليست خلايا

يبلغ قياس أحد أصغر الخلايا المعروفة، Mycoplasma genitalium، نحو 0.3 في 0.6 ميكرومتر (تفتح في علامة تبويب جديدة). وتوجد أيضًا تراكيب أصغر داخل الخلايا. الجسيم الحال عُضيّة محاطة بغشاء وتحتوي على إنزيمات هاضمة تفكك الفضلات وبقايا الخلايا؛ ويبلغ قطره المعتاد 500 nm. وهذا يعادل نحو نصف قطر Synechococcus. والجسيم الحال جزء من خلية، وليس خلية مستقلة بذاته.

يبلغ عرض جسيم فيروس لاسا 100 nm، أي نحو خُمس قطر الجسيم الحال. ولا تستطيع الفيروسات التكاثر بمفردها؛ فهي تستخدم آلية عمل الخلية المضيفة. وهذا التمييز مهم حتى على هذا المقياس: قد يكون الفيروس أصغر من الخلية، لكنه لا يتكاثر بصورة مستقلة.

يعادل عرض كرية الدم الحمراء نحو 75 ضعف قطر فيروس لاسا، ومع ذلك لا يزال الفيروس بحاجة إلى خلية مضيفة كي يتكاثر.