Difusiooni tähtsus organismides

Difusioon on elusorganismide oluline funktsioon. Difusioon on molekulide juhuslik, kuid suunatud liikumine suure kontsentratsiooniga kohast madala kontsentratsiooniga kohta. See lihtne kontseptsioon kirjeldab protsessi, mille käigus rakud vahetavad mürgiseid gaase elu säilitavate gaaside vastu. Samuti kirjeldatakse, kuidas närvirakud on võimelised üksteisele rakkudele elektrilisi signaale saatma. Difusioon ütleb embrüo rakkudele, kuhu roomata ja millal nad saabunud on. Difusioon võimaldab vähendada ka kehasoojuse kadu ümbritsevasse keskkonda.

Kopsudel on väikesed tühjad viinamarjasarnased kotid, mis on gaasivahetuse keskus. Keharakud teevad oma igapäevase tegevuse säilitamiseks pidevalt energiamolekule. See protsess, mida nimetatakse rakuhingamiseks, ei vaja mitte ainult töötamiseks hapnikku, vaid see tekitab rakkudele mürgist süsinikdioksiidi. Rakkude poolt kogu kehas toodetav süsinikdioksiid kandub veres kopsudesse. Kopsudes difundeerub süsinikdioksiid verest välja ja viinamarjataolistesse kottidesse. Kopsudesse sisse hingatud hapnikugaas läheb vastupidises suunas. Hapnik siseneb verre. See elutähtis gaasivahetus toimub viinamarjataolisi kotikesi ümbritsevate veresoonte õhukeste rakukihtide difusiooni teel.

Närvirakud, mida nimetatakse neuroniteks, suhtlevad teiste rakkudega, saates mööda rakumembraani elektrilisi signaale. Puhkeolekus on neuroni membraani sisekülg negatiivselt laetud, välimine aga positiivselt laetud. Elektriline signaal tekib siis, kui membraan laseb välistel ioonidel rakku voolata. See sissevool muudab membraani sisekülje laengu negatiivsest positiivseks. See laaditav lüliti on elektriline signaal, mis liigub neuroni käe pikkuses alla. Elektrienergia tootvate ioonide liikumine on difusioon.

Embrüonaalne areng on protsess, mille käigus hakkavad arenema elundid, jäsemed ja tiivad. Protsess, milles embrüo muudab kuju, et hakata välja nägema nagu kääbus täiskasvanu, on difusiooni tõttu võimalik. Erinevad rakurühmad embrüo erinevates osades vabastavad valke, mida nimetatakse morfogeenideks. Morfogeenid on nagu parfüümid, mis meelitavad rakke kaugemalt lähemale liikuma. Embrüonaalne areng on paljude sümfoonia paljudest morfogeeni gradientidest, mis kattuvad ja konkureerivad üksteisega. Tulemuseks on see, et jalad arenevad ainult kehal, antennid arenevad ainult peas ja tiivad looma seljal. Morfogeeni gradiendid on võimalikud, kuna valgud hajuvad.

Homotermid on loomad, kes reguleerivad oma kehatemperatuuri sisemiselt, vastupidi sellele, et nad peavad suplema või päikese eest põgenema. Üheks homotermide probleemiks on soojuse kadumine külmas keskkonnas. Kala vaalad on näide loomadest, kes selle probleemiga silmitsi seisavad, kuna nad ujuvad külmas vees. Mõõkvaalade rätikud ja uimed on õhukesed ning kaotavad ümbritsevale veele palju soojust. Kuna räbalad ja uimed on osa vaalast, peab veri kandma hapnikku ja soojust keha keskelt nendesse lisanditesse. Üks viis, kuidas mõrtsvaalad soojust säilitavad, on see, et nende arterid, mis toovad lisadesse sooja verd, asuvad veenide kõrval, mis toovad verd kehasse tagasi. Seega võtab soone, mis kaotatakse uimeotsa suunas liikuvatelt arteritelt, verest, mis on veenides, liikudes tagasi kehasse.