أهمية الانتشار في الكائنات الحية

الانتشار هو وظيفة أساسية في الكائنات الحية. الانتشار هو الحركة العشوائية ولكن الاتجاهية للجزيئات من مكان تركيز عالٍ إلى مكان تركيز منخفض. يصف هذا المفهوم البسيط العملية التي تتبادل بها الخلايا الغازات السامة من أجل الغازات التي تحافظ على الحياة. ويصف أيضًا كيف تكون الخلايا العصبية قادرة على إرسال إشارات كهربائية إلى الخلايا الأخرى. يخبر الانتشار الخلايا الجنينية بمكان الزحف ومتى تصل. يتيح الانتشار أيضًا تقليل فقد حرارة الجسم في البيئة المحيطة.

تحتوي الرئتان على أكياس صغيرة فارغة تشبه العنب والتي تشكل محور تبادل الغازات. تعمل خلايا الجسم باستمرار على صنع جزيئات الطاقة للحفاظ على أنشطتها اليومية. لا تتطلب هذه العملية ، التي تسمى التنفس الخلوي ، غاز الأكسجين من أجل العمل فحسب ، بل إنها تنتج غاز ثاني أكسيد الكربون ، وهو سام للخلايا. ينتقل ثاني أكسيد الكربون الذي تنتجه الخلايا في جميع أنحاء الجسم في الدم إلى الرئتين. في الرئتين ، ينتشر ثاني أكسيد الكربون من الدم إلى الأكياس الشبيهة بالعنب. يذهب غاز الأكسجين الذي تم استنشاقه إلى الرئتين في الاتجاه المعاكس. يدخل الأكسجين إلى الدم. يحدث هذا التبادل الحيوي للغازات عن طريق الانتشار عبر طبقات رقيقة من الخلايا في الأوعية الدموية التي تحيط بالحويصلات الشبيهة بالعنب.

تتواصل الخلايا العصبية التي تسمى الخلايا العصبية مع الخلايا الأخرى عن طريق إرسال إشارات كهربائية على طول غشاء الخلية. في حالة الراحة ، يتم شحن الجزء الداخلي من غشاء العصبون سالبًا ، بينما يكون الجزء الخارجي موجب الشحنة. يتم إنشاء إشارة كهربائية عندما يسمح الغشاء بتدفق الأيونات من الخارج إلى الخلية. يغير هذا التدفق الشحنة داخل الغشاء من سالب إلى موجب. هذا المفتاح المسؤول هو إشارة كهربائية تتحرك على طول ذراع العصبون. حركة الأيونات التي تولد الكهرباء هي الانتشار.

التطور الجنيني هو العملية التي تبدأ فيها الأعضاء والأطراف والأجنحة في النمو. العملية التي يغير فيها الجنين شكله ليبدأ في الظهور كشخص بالغ مصغر ممكنة بسبب الانتشار. مجموعات مختلفة من الخلايا في أجزاء مختلفة من الجنين تطلق بروتينات تسمى مورفوجينات. المورفوجينات مثل العطور ، تجذب الخلايا من بعيد لتقترب منها. التطور الجنيني هو سيمفونية جميلة للعديد من تدرجات مورفوجين متداخلة وتتنافس مع بعضها البعض. والنتيجة هي أن الساقين تتطور فقط على الجسم ، وتتطور الهوائيات في الرأس فقط ، وتتطور الأجنحة على ظهر الحيوان. التدرجات مورفوجين ممكنة لأن البروتينات منتشرة.

الحرارة المنزلية هي الحيوانات التي تنظم درجة حرارة أجسامها داخليًا ، بدلاً من الاضطرار إلى الاستحمام أو الهروب من الشمس. إحدى المشاكل التي تواجهها الحرارة المنزلية هي فقدان الحرارة في المناطق المحيطة الباردة. الحيتان القاتلة هي مثال للحيوانات التي تواجه هذه المشكلة ، لأنها تسبح في الماء البارد. زعانف وزعانف الحيتان القاتلة رقيقة وتفقد الكثير من الحرارة في المياه المحيطة بها. نظرًا لأن الزعانف والزعانف جزء من الحوت ، يجب أن يحمل الدم الأكسجين والحرارة من مركز الجسم إلى هذه الزوائد. إحدى الطرق التي تحافظ بها الحيتان القاتلة على الحرارة هي أن الشرايين التي تجلب الدم الدافئ إلى أطرافها تقع بجوار الأوردة التي تعيد الدم إلى الجسم. وبالتالي ، فإن الحرارة المفقودة من الشرايين التي تتحرك باتجاه طرف الزعنفة يتم التقاطها عن طريق الدم الموجود في الأوردة ، والعودة إلى الجسم.