Difūzijas nozīme organismos

Difūzija ir būtiska funkcija dzīvajos organismos. Difūzija ir nejauša, bet virzīta molekulu kustība no augstas koncentrācijas vietas līdz zemas koncentrācijas vietai. Šis vienkāršais jēdziens apraksta procesu, kurā šūnas apmainās ar toksiskām gāzēm pret dzīvību uzturošām gāzēm. Tajā arī aprakstīts, kā nervu šūnas spēj nosūtīt elektriskos signālus viena otrai. Difūzija stāsta embrija šūnām, kur rāpot un kad tās ir ieradušās. Difūzija ļauj samazināt ķermeņa siltuma zudumus apkārtējā vidē.

Plaušās ir mazi tukši vīnogām līdzīgi maisiņi, kas ir gāzes apmaiņas centrs. Ķermeņa šūnas pastāvīgi veido enerģijas molekulas, lai uzturētu ikdienas aktivitātes. Šim procesam, ko sauc par šūnu elpošanu, darbībai nepieciešama ne tikai skābekļa gāze, bet arī šūnām toksiska gāze, kas ir toksiska. Oglekļa dioksīds, ko šūnas ražo visā ķermenī, asinīs nonāk plaušās. Plaušās oglekļa dioksīds izkliedējas no asinīm un vīnogām līdzīgos maisiņos. Skābekļa gāze, kas tika ieelpota plaušās, iet pretējā virzienā. Skābeklis nonāk asinīs. Šī vitāli svarīgā gāzu apmaiņa notiek difūzijas ceļā starp plānajiem šūnu slāņiem asinsvados, kas ieskauj vīnogām līdzīgus maisiņus.

Nervu šūnas, ko sauc par neironiem, sazinās ar citām šūnām, sūtot elektriskos signālus pa to šūnu membrānu. Mierīgā stāvoklī neirona membrānas iekšpuse ir negatīvi uzlādēta, savukārt ārpuse ir pozitīvi uzlādēta. Elektriskais signāls rodas, kad membrāna ļauj joniem no ārpuses ieplūst šūnā. Šī ieplūde maina membrānas iekšpuses lādiņu no negatīva uz pozitīvu. Šis atbildīgais slēdzis ir elektrisks signāls, kas pārvietojas uz leju neirona rokas garumā. Jonu kustība, kas rada elektrību, ir difūzija.

Embrionālā attīstība ir process, kurā sāk attīstīties orgāni, ekstremitātes un spārni. Difūzijas dēļ ir iespējams process, kurā embrijs maina formu, lai sāktu izskatīties kā miniatūrs pieaugušais. Dažādas šūnu grupas dažādās embrija daļās atbrīvo olbaltumvielas, ko sauc par morfogēniem. Morfogēni ir kā smaržas, kas piesaista šūnas no tālienes, lai tuvotos. Embrija attīstība ir skaista daudzu morfogēnu gradientu simfonija, kas pārklājas un konkurē savā starpā. Rezultāts ir tāds, ka kājas attīstās tikai uz ķermeņa, antenas attīstās tikai galvā un spārni attīstās dzīvnieka mugurā. Morfogēna gradienti ir iespējami, jo olbaltumvielas izkliedējas.

Homeotermi ir dzīvnieki, kas iekšēji regulē ķermeņa temperatūru, atšķirībā no tā, ka viņiem jāmazgājas vai jāskrien no saules. Viena problēma, ar ko saskaras homeotermi, ir siltuma zudumi aukstā vidē. Vaļi-slepkavas ir piemērs dzīvniekiem, kuri sastopas ar šo problēmu, jo viņi peld aukstā ūdenī. Vaļu-slepkavu pleznas un spuras ir plānas un daudz siltuma zaudē apkārtējam ūdenim. Tā kā pleznas un spuras ir vaļa sastāvdaļa, asinīm no ķermeņa centra uz šiem piedēkļiem jāpārnes skābeklis un siltums. Viens no veidiem, kā vaļi-slepkavas saglabā siltumu, ir tas, ka viņu artērijas, kas piedēvē siltas asinis, atrodas tieši blakus vēnām, kas asinīs atgriežas ķermenī. Tādējādi siltumu, kas tiek zaudēts no artērijām, kas virzās uz spuras galu, uztver asinis, kas atrodas vēnās, atkal pārvietojoties ķermenī.