Znaczenie dyfuzji w organizmach

Dyfuzja jest podstawową funkcją w żywych organizmach. Dyfuzja to przypadkowy, ale kierunkowy ruch cząsteczek z miejsca o wysokim stężeniu do miejsca o niskim stężeniu. Ta prosta koncepcja opisuje proces, w którym komórki wymieniają toksyczne gazy na gazy podtrzymujące życie. Opisuje również, w jaki sposób komórki nerwowe są w stanie wysyłać sygnały elektryczne do siebie nawzajem. Dyfuzja mówi komórkom embrionalnym, gdzie mają się czołgać i kiedy przybyły. Dyfuzja umożliwia również zmniejszenie utraty ciepła ciała do otaczającego środowiska.

Płuca mają maleńkie puste, przypominające winogrona worki, które są ośrodkiem wymiany gazowej. Komórki ciała nieustannie wytwarzają cząsteczki energii, aby podtrzymać codzienne czynności. Ten proces, zwany oddychaniem komórkowym, nie tylko wymaga do działania tlenu, ale także wytwarza gazowy dwutlenek węgla, który jest toksyczny dla komórek. Dwutlenek węgla wytwarzany przez komórki w całym ciele jest przenoszony z krwią do płuc. W płucach dwutlenek węgla dyfunduje z krwi do worków podobnych do winogron. Wdychany do płuc tlen idzie w przeciwnym kierunku. Tlen dostaje się do krwi. Ta żywotna wymiana gazów odbywa się poprzez dyfuzję przez cienkie warstwy komórek w naczyniach krwionośnych otaczających przypominające winogrona worki.

Komórki nerwowe zwane neuronami komunikują się z innymi komórkami poprzez wysyłanie sygnałów elektrycznych wzdłuż ich błony komórkowej. W spoczynku wnętrze błony neuronu jest naładowane ujemnie, podczas gdy na zewnątrz jest naładowane dodatnio. Sygnał elektryczny jest generowany, gdy membrana przepuszcza jony z zewnątrz do komórki. Ten dopływ zmienia ładunek wewnątrz membrany z ujemnego na dodatni. Ten przełącznik jest sygnałem elektrycznym, który przemieszcza się wzdłuż ramienia neuronu. Ruch jonów generujących energię elektryczną to dyfuzja.

Rozwój embrionalny to proces, w którym zaczynają się rozwijać narządy, kończyny i skrzydła. Proces, w którym zarodek zmienia kształt, aby zacząć wyglądać jak miniaturowy dorosły, jest możliwy dzięki dyfuzji. Różne grupy komórek w różnych częściach zarodka uwalniają białka zwane morfogenami. Morfogeny są jak perfumy, które przyciągają komórki z daleka, aby się zbliżyć. Rozwój embrionalny to piękna symfonia wielu nakładających się i konkurujących ze sobą gradientów morfogenicznych. W rezultacie nogi rozwijają się tylko na ciele, czułki rozwijają się tylko w głowie, a skrzydła rozwijają się na grzbiecie zwierzęcia. Gradienty morfogenów są możliwe, ponieważ białka dyfundują.

Homeotherm to zwierzęta, które wewnętrznie regulują temperaturę ciała, w przeciwieństwie do konieczności kąpieli lub ucieczki przed słońcem. Jednym z problemów, z jakimi borykają się homeotherms, jest utrata ciepła do zimnego otoczenia. Orki są przykładem zwierząt, które borykają się z tym problemem, ponieważ pływają w zimnej wodzie. Płetwy i płetwy orek są cienkie i tracą dużo ciepła do otaczającej wody. Ponieważ płetwy i płetwy są częścią wieloryba, krew musi przenosić tlen i ciepło z centrum ciała do tych przydatków. Jednym ze sposobów, w jaki orki zachowują ciepło, jest to, że ich tętnice, które dostarczają ciepłą krew do ich przydatków, znajdują się tuż obok żył, które przywracają krew do ciała. W ten sposób ciepło, które jest tracone z tętnic poruszających się w kierunku czubka płetwy, jest wychwytywane przez krew znajdującą się w żyłach, cofającą się z powrotem do organizmu.