החשיבות של דיפוזיה באורגניזמים

דיפוזיה היא פונקציה חיונית באורגניזמים חיים. דיפוזיה היא תנועה אקראית אך כיוונית של מולקולות ממקום של ריכוז גבוה למקום של ריכוז נמוך. מושג פשוט זה מתאר את התהליך שבו תאים מחליפים גזים רעילים בגזים המקיימים חיים. זה גם מתאר כיצד תאי עצב מסוגלים לשלוח אותות חשמליים זה לזה לתאים. דיפוזיה מספרת לתאים עובריים היכן לזחול ומתי הם הגיעו. דיפוזיה מאפשרת גם להפחית את אובדן חום הגוף לסביבה שמסביב.

לריאות יש שקיות זעירות דמויות ענבים שמהוות את מרכז חילופי הגז. תאי הגוף מייצרים כל הזמן מולקולות אנרגיה כדי לקיים את פעילותם היומיומית. לא רק שתהליך זה, הנקרא נשימה תאית, דורש גז חמצן על מנת לעבוד, הוא מייצר גז פחמן דו חמצני, הרעיל לתאים. הפחמן הדו-חמצני המיוצר על ידי תאים בכל הגוף מובל בדם לריאות. בריאות הריאות הפחמן הדו-חמצני מתפזר מהדם ולשקיות דמויי הענבים. גז חמצן שנשאף לריאות הולך בכיוון ההפוך. חמצן נכנס לדם. חילופי גזים חיוניים אלה מתרחשים באמצעות דיפוזיה על פני שכבות דקות של תאים בכלי הדם המקיפים את השקיות דמויי הענבים.

תאי עצב הנקראים נוירונים מתקשרים עם תאים אחרים על ידי שליחת אותות חשמליים לאורך קרום התא שלהם. במנוחה, החלק הפנימי של קרום הנוירון טעון שלילית, ואילו החלק החיצוני טעון חיובי. אות חשמלי נוצר כאשר הקרום מאפשר ליונים מבחוץ לזרום לתא. זרם זה משנה את המטען בחלק הפנימי של הקרום משלילי לחיובי. מתג אחראי זה הוא אות חשמלי הנע לאורך הזרוע של נוירון. תנועת היונים המייצרת את החשמל היא דיפוזיה.

התפתחות עוברית היא התהליך בו איברים, גפיים וכנפיים מתחילים להתפתח. התהליך שבו העובר משנה צורה כדי להיראות כמו מבוגר מיניאטורי אפשרי בגלל דיפוזיה. קבוצות שונות של תאים בחלקים שונים של העובר משחררים חלבונים הנקראים מורפוגנים. מורפוגנים הם כמו בושם, ומושכים תאים מרחוק להתקרב. התפתחות עוברית היא סימפוניה יפה של שיפועים מורפוגניים רבים החופפים ומתחרים זה בזה. התוצאה היא שרגליים מתפתחות רק על הגוף, אנטנות מתפתחות רק בראש, וכנפיים מתפתחות על גבו של בעל חיים. שיפועים מורפוגניים אפשריים מכיוון שחלבונים מפוזרים.

הומאותרמות הן בעלי חיים המווסתים את טמפרטורת גופם באופן פנימי, בניגוד לצורך להתרחץ או לרוץ מהשמש. אחת הבעיות העומדות בפני הומיאותרמות היא אובדן החום לסביבה קרה. לווייתנים רוצחים הם דוגמה לבעלי חיים המתמודדים עם בעיה זו, מכיוון שהם שוחים במים קרים. הסנפירים והסנפירים של הלוויתנים הרזים דקים ומאבדים חום רב למים שמסביב. מכיוון שסנפירים וסנפירים הם חלק מהלוויתן, הדם חייב להוביל חמצן וחום ממרכז הגוף לתוספות אלה. אחת הדרכים בהן לווייתנים רוצחים שומרים על חום היא שעורקיהם המביאים דם חם לתוספותיהם נמצאים ממש ליד הוורידים המחזירים דם לגוף. לפיכך, החום שאבד מהעורקים הנעים לעבר קצה הסנפיר נאסף על ידי הדם הנמצא בוורידים, והוא נע חזרה לגוף.