La diffusion est une fonction essentielle des organismes vivants. La diffusion est le mouvement aléatoire mais directionnel de molécules d'un lieu de forte concentration à un lieu de faible concentration. Ce concept simple décrit le processus par lequel les cellules échangent des gaz toxiques contre des gaz vitaux. Il décrit également comment les cellules nerveuses sont capables d'envoyer des signaux électriques entre elles. La diffusion indique aux cellules embryonnaires où ramper et quand elles sont arrivées. La diffusion permet également de réduire les pertes de chaleur corporelle vers le milieu environnant.
Échange de gaz
Les poumons ont de minuscules sacs vides ressemblant à du raisin qui sont la plaque tournante des échanges gazeux. Les cellules du corps fabriquent constamment des molécules d'énergie pour soutenir leurs activités quotidiennes. Non seulement ce processus, appelé respiration cellulaire, nécessite de l'oxygène gazeux pour fonctionner, mais il produit également du dioxyde de carbone, qui est toxique pour les cellules. Le dioxyde de carbone produit par les cellules dans tout le corps est transporté dans le sang jusqu'aux poumons. Dans les poumons, le dioxyde de carbone se diffuse hors du sang et dans les sacs ressemblant à du raisin. L'oxygène gazeux qui a été respiré dans les poumons va dans la direction opposée. L'oxygène pénètre dans le sang. Cet échange vital de gaz se produit par diffusion à travers de fines couches de cellules dans les vaisseaux sanguins qui entourent les sacs en forme de raisin.
Impulsions nerveuses
Les cellules nerveuses appelées neurones communiquent avec d'autres cellules en envoyant des signaux électriques le long de leur membrane cellulaire. Au repos, l'intérieur de la membrane du neurone est chargé négativement, tandis que l'extérieur est chargé positivement. Un signal électrique est généré lorsque la membrane laisse les ions de l'extérieur s'écouler dans la cellule. Cet afflux change la charge à l'intérieur de la membrane de négative à positive. Ce commutateur en charge est un signal électrique qui descend le long du bras d'un neurone. Le mouvement des ions qui génère l'électricité est la diffusion.
Dégradés morphogènes
Le développement embryonnaire est le processus par lequel les organes, les membres et les ailes commencent à se développer. Le processus par lequel un embryon change de forme pour commencer à ressembler à un adulte miniature est possible grâce à la diffusion. Différents groupes de cellules dans différentes parties de l'embryon libèrent des protéines appelées morphogènes. Les morphogènes sont comme le parfum, attirant les cellules de loin pour se rapprocher. Le développement embryonnaire est une belle symphonie de nombreux gradients de morphogènes qui se chevauchent et se concurrencent. Le résultat est que les pattes ne se développent que sur le corps, les antennes ne se développent que dans la tête et les ailes se développent sur le dos d'un animal. Les gradients morphogènes sont possibles car les protéines diffusent.
Échange de chaleur à contre-courant
Les homéothermes sont des animaux qui régulent leur température corporelle de manière interne, au lieu d'avoir à se baigner ou à fuir le soleil. L'un des problèmes rencontrés par les homéothermes est la perte de chaleur dans un environnement froid. Les épaulards sont un exemple d'animaux confrontés à ce problème, car ils nagent dans l'eau froide. Les nageoires et les nageoires des épaulards sont minces et perdent beaucoup de chaleur dans l'eau environnante. Puisque les nageoires et les nageoires font partie de la baleine, le sang doit transporter l'oxygène et la chaleur du centre du corps vers ces appendices. L'une des façons dont les épaulards préservent la chaleur est que leurs artères qui amènent le sang chaud à leurs appendices sont juste à côté des veines qui ramènent le sang dans le corps. Ainsi, la chaleur perdue par les artères se déplaçant vers l'extrémité d'une nageoire est captée par le sang qui se trouve dans les veines et retourne dans le corps.