Belang van diffusie in organismen

Diffusie is een essentiële functie in levende organismen. Diffusie is de willekeurige maar gerichte beweging van moleculen van een plaats met een hoge concentratie naar een plaats met een lage concentratie. Dit eenvoudige concept beschrijft het proces waarbij cellen giftige gassen uitwisselen voor levensonderhoudende gassen. Het beschrijft ook hoe zenuwcellen elektrische signalen naar elkaars cellen kunnen sturen. Diffusie vertelt embryonale cellen waar ze moeten kruipen en wanneer ze zijn aangekomen. Diffusie maakt het ook mogelijk om het verlies van lichaamswarmte aan de omgeving te verminderen.

De longen hebben kleine lege druifachtige zakjes die de spil zijn van de gasuitwisseling. De cellen van het lichaam maken constant energiemoleculen aan om hun dagelijkse activiteiten te ondersteunen. Dit proces, cellulaire ademhaling genoemd, vereist niet alleen zuurstofgas om te werken, het produceert ook kooldioxidegas, dat giftig is voor cellen. De koolstofdioxide die door cellen door het hele lichaam wordt geproduceerd, wordt in het bloed naar de longen vervoerd. In de longen diffundeert de kooldioxide uit het bloed en in de druifachtige zakjes. Zuurstofgas dat in de longen werd ingeademd, gaat in de tegenovergestelde richting. Zuurstof komt in het bloed. Deze vitale uitwisseling van gassen vindt plaats door diffusie over dunne cellagen in de bloedvaten die de druifachtige zakjes omringen.

Zenuwcellen die neuronen worden genoemd, communiceren met andere cellen door elektrische signalen langs hun celmembraan te sturen. In rust is de binnenkant van het membraan van het neuron negatief geladen, terwijl de buitenkant positief geladen is. Een elektrisch signaal wordt gegenereerd wanneer het membraan ionen van buiten in de cel laat stromen. Deze instroom verandert de lading aan de binnenkant van het membraan van negatief naar positief. Deze verantwoordelijke schakelaar is een elektrisch signaal dat langs de lengte van de arm van een neuron beweegt. De beweging van ionen die de elektriciteit opwekt, is diffusie.

Embryonale ontwikkeling is het proces waarin organen, ledematen en vleugels zich beginnen te ontwikkelen. Het proces waarbij een embryo van vorm verandert om eruit te zien als een miniatuurvolwassene, is mogelijk door diffusie. Verschillende groepen cellen in verschillende delen van het embryo laten eiwitten vrij die morfogenen worden genoemd. Morfogenen zijn als parfum en trekken cellen van ver weg aan om dichterbij te komen. Embryonale ontwikkeling is een prachtige symfonie van vele morfogeengradiënten die elkaar overlappen en met elkaar concurreren. Het resultaat is dat poten zich alleen op het lichaam ontwikkelen, antennes alleen in de kop en vleugels op de rug van een dier. Morfogeengradiënten zijn mogelijk omdat eiwitten diffunderen.

Homeothermen zijn dieren die hun lichaamstemperatuur intern regelen, in plaats van in de zon te moeten baden of weg te rennen. Een probleem waarmee homeothermen worden geconfronteerd, is het verlies van warmte aan een koude omgeving. Orka's zijn een voorbeeld van dieren die met dit probleem worden geconfronteerd, omdat ze in koud water zwemmen. De vinnen en vinnen van orka's zijn dun en geven veel warmte af aan het omringende water. Omdat vinnen en vinnen deel uitmaken van de walvis, moet bloed zuurstof en warmte van het midden van het lichaam naar deze aanhangsels transporteren. Een manier waarop orka's warmte vasthouden, is dat hun slagaders die warm bloed naar hun aanhangsels brengen, zich vlak naast aderen bevinden die bloed terug naar het lichaam brengen. Dus de warmte die verloren gaat van de slagaders die naar de punt van een vin bewegen, wordt opgepikt door bloed in de aderen en terug in het lichaam.