La difusión es una función esencial en los organismos vivos. La difusión es el movimiento aleatorio pero direccional de moléculas desde un lugar de alta concentración a un lugar de baja concentración. Este concepto simple describe el proceso por el cual las células intercambian gases tóxicos por gases que sustentan la vida. También describe cómo las células nerviosas pueden enviarse señales eléctricas entre sí. La difusión le dice a las células embrionarias dónde gatear y cuándo han llegado. La difusión también permite reducir la pérdida de calor corporal al entorno circundante.
El intercambio de gases
Los pulmones tienen pequeños sacos vacíos en forma de uva que son el centro del intercambio de gases. Las células del cuerpo están constantemente produciendo moléculas de energía para mantener sus actividades diarias. Este proceso, llamado respiración celular, no solo requiere gas oxígeno para funcionar, sino que produce gas dióxido de carbono, que es tóxico para las células. El dióxido de carbono producido por las células de todo el cuerpo se transporta en la sangre a los pulmones. En los pulmones, el dióxido de carbono se difunde desde la sangre hacia los sacos con forma de uva. El gas de oxígeno que se inhaló hacia los pulmones va en la dirección opuesta. El oxígeno entra en la sangre. Este intercambio vital de gases ocurre por difusión a través de capas delgadas de células en los vasos sanguíneos que rodean los sacos en forma de uva.
Los impulsos nerviosos
Las células nerviosas llamadas neuronas se comunican con otras células enviando señales eléctricas a lo largo de su membrana celular. En reposo, el interior de la membrana de la neurona está cargado negativamente, mientras que el exterior está cargado positivamente. Se genera una señal eléctrica cuando la membrana permite que los iones del exterior fluyan hacia la celda. Este flujo de entrada cambia la carga en el interior de la membrana de negativa a positiva. Este interruptor a cargo es una señal eléctrica que se mueve a lo largo del brazo de una neurona. El movimiento de iones que genera la electricidad es difusión.
Gradientes de morfógeno
El desarrollo embrionario es el proceso por el cual los órganos, las extremidades y las alas comienzan a desarrollarse. El proceso en el que un embrión cambia de forma para comenzar a verse como un adulto en miniatura es posible debido a la difusión. Diferentes grupos de células en diferentes partes del embrión liberan proteínas llamadas morfógenos. Los morfógenos son como un perfume, que atraen a las células de lejos para acercarse. El desarrollo embrionario es una hermosa sinfonía de muchos gradientes de morfógenos que se superponen y compiten entre sí. El resultado es que las patas solo se desarrollan en el cuerpo, las antenas solo se desarrollan en la cabeza y las alas en el lomo de un animal. Los gradientes de morfógeno son posibles porque las proteínas se difunden.
Intercambio de calor contra corriente
Los homeotermos son animales que regulan su temperatura corporal internamente, en lugar de tener que bañarse o huir del sol. Un problema al que se enfrentan los homeotermos es la pérdida de calor hacia entornos fríos. Las orcas son un ejemplo de animales que enfrentan este problema, ya que nadan en agua fría. Las aletas y las aletas de las orcas son delgadas y pierden mucho calor en el agua circundante. Dado que las aletas y las aletas son parte de la ballena, la sangre debe transportar oxígeno y calor desde el centro del cuerpo hasta estos apéndices. Una forma en que las orcas conservan el calor es que sus arterias que llevan sangre caliente a sus apéndices están justo al lado de las venas que llevan sangre al cuerpo. Por lo tanto, el calor que se pierde de las arterias que se mueven hacia la punta de una aleta es recogido por la sangre que está en las venas y regresa al cuerpo.