Miért keletkeztek membránbetüremkedések a membránon, amikor az evolúció során nagyobb lett a méretük. És mi az a felület/térfogat arány? A diffúziót hogyan befolyásolja a sejtméret?

Lényegében matematikai alapjai vannak. Ha a sejteket most az egyszerűség kedvéért gömbnek tekintjük (természetesen nem azok...), akkor könnyű belátni az egészet. Ha egy test méretét növelem, a térfogat arányaiban "nagyobbat" nő, mint a felszín. Ezért azonos alakú testeknél a térfogat növekedésével egyre kisebb a relatív felszín (azaz a térfogathoz viszonyított felszín). Pl. ha van két gömbünknek, melyeknek a sugaruk 10cm és 20cm, akkor az első gömb térfogata 4189cm^3 és felszíne 1257cm^2, míg a második gömb térfogata 33510 cm^3 és felszíne 5027cm^2. Kiszámolható, hogy míg a térfogat kb. nyolcszorosára növekedett, addig a felszín csak négyszeresére.

Ezzel nem is lenne baj, de a sejtek esetén nagyon fontos a membrán mérete (azaz a relatív felszín), mivel az anyagcsere jelentős része ott zajlik. Nem csak a transzportfolyamatok (bár azok is nagyon fontosak), hanem -főként prokariótáknál- sok molekula tapad a membránhoz és ott "hajtják végre" az anyagcsere energiatermelő részeit. A sejt a relatív(!) felszínt csak úggy tudja növelni, ha betűrődéseket (kezdetben ezek az ún. mezoszómák) hoz létre.

A diffúzióra ugyanez érvényes, ehhez is nagy felület szükséges. Még az is fontos, hogy a sejt növekedésével az energiaigény (anyagcsere intenzitása) is nagyon nő, így a szükséges felszínnek is növekednie kell.