Tamanho das células e microscópios

Uma hemácia tem cerca de 8 µm de diâmetro, então cerca de 250 delas caberiam lado a lado na cabeça de um alfinete de 2 mm.

Medindo o que não se vê

As réguas param nos milímetros, e as células são muito menores que isso. Os biólogos usam o micrômetro (µm), um milésimo de milímetro, e o nanômetro (nm), um milésimo de micrômetro. Então 1 mm = 1000 µm e 1 µm = 1000 nm. Uma hemácia humana típica tem cerca de 8 µm de diâmetro, e a cabeça de um alfinete tem cerca de 2 mm. Divida 2000 µm por 8 µm e você obtém 250: é o número de hemácias que caberiam em fila na cabeça de um alfinete.

As células variam muito. Bactérias e outras células procariontes têm cerca de 0.1 a 5.0 µm. A maioria das células eucariontes, o tipo que forma plantas e animais, tem cerca de 10 a 100 µm. Dentro delas, um núcleo tem mais ou menos 5 µm de diâmetro e uma mitocôndria costuma ter 1 a 2 µm de comprimento. Um ribossomo tem só 20 a 30 nm, muito abaixo do que um microscópio escolar consegue mostrar. Os menores objetos que o olho nu consegue ver têm cerca de 0.1 mm, então algumas células muito grandes, como o óvulo humano, ficam bem no limite do que se vê sem lente.

Microscópios ópticos

A maioria dos microscópios escolares é óptica. A luz visível atravessa a amostra e depois dois conjuntos de lentes. Os microscópios escolares costumam aumentar até cerca de 400 vezes e, com uma lente de imersão em óleo, cerca de 1000 vezes. Mas só o aumento não basta. Tão importante quanto ele é o poder de resolução, a capacidade de mostrar dois pontos próximos como dois pontos separados. Um bom microscópio óptico escolar resolve cerca de 200 nm. Duas estruturas mais próximas que isso se borram numa só, por mais que você amplie a imagem.

Os microscópios ópticos têm uma grande vantagem: dá para observar células vivas. A maioria das células é quase transparente, então é difícil distinguir suas partes a menos que sejam coradas com corantes, e a coloração geralmente mata as células. O sistema de duas lentes também inverte a imagem. Uma lâmina movida para a esquerda parece ir para a direita, e uma letra “e” na lâmina aparece de cabeça para baixo.

Microscópios eletrônicos

Os microscópios eletrônicos usam um feixe de elétrons em vez de luz. Os elétrons têm comprimento de onda muito menor que a luz, então esses aparelhos chegam a aumentos de cerca de 100 000 vezes e resolvem detalhes de até cerca de 50 picômetros. O preço é que os elétrons só se deslocam bem no vácuo e o preparo mata a amostra, então não dá para observar uma célula viva assim. O microscópio eletrônico de varredura passa o feixe por uma superfície e mostra sua forma. O microscópio eletrônico de transmissão faz o feixe atravessar uma fatia fina e mostra as partes de dentro; foi assim que as organelas das próximas unidades foram vistas em detalhe pela primeira vez.

Por que as células continuam pequenas

Por que não uma célula gigante? Tudo o que uma célula usa entra pela superfície, e tudo o que ela descarta sai pelo mesmo caminho. Imagine uma célula em forma de cubo com 1 mm de lado. Sua superfície é 6 mm² e seu volume é 1 mm³, uma razão de 6 para 1. Dobre o lado para 2 mm e a superfície passa a 24 mm² enquanto o volume passa a 8 mm³, uma razão de só 3 para 1. Quando uma célula cresce, seu volume aumenta mais rápido que sua superfície, e cada pedacinho de membrana precisa abastecer mais célula. A partir de certo tamanho, a membrana não dá conta. As células resolvem isso dividindo-se, ficando achatadas ou longas e finas, dobrando suas membranas ou dividindo o trabalho entre organelas.