Importanța difuzării în organisme

Difuzarea este o funcție esențială în organismele vii. Difuzia este mișcarea aleatorie, dar direcțională a moleculelor dintr-un loc de concentrație ridicată într-un loc de concentrație scăzută. Acest concept simplu descrie procesul prin care celulele schimbă gaze toxice cu gaze care susțin viața. De asemenea, descrie modul în care celulele nervoase sunt capabile să trimită semnale electrice între ele celule. Difuzarea le spune celulelor embrionare unde să se târască și când au ajuns. Difuzarea face posibilă și reducerea pierderii de căldură corporală în mediul înconjurător.

Plămânii au minuscule saci goi, ca de struguri, care sunt centrul schimbului de gaze. Celulele corpului produc constant molecule de energie pentru a-și susține activitățile zilnice. Nu numai că acest proces, numit respirație celulară, necesită oxigen gazos pentru a funcționa, ci produce dioxid de carbon gazos, care este toxic pentru celule. Dioxidul de carbon produs de celule în tot corpul este transportat în sânge la plămâni. În plămâni, dioxidul de carbon se difuzează din sânge și în sacii asemănători strugurilor. Gazul de oxigen care a fost respirat în plămâni merge în direcția opusă. Oxigenul intră în sânge. Acest schimb vital de gaze are loc prin difuzie în straturi subțiri de celule din vasele de sânge care înconjoară sacii asemănători strugurilor.

Celulele nervoase numite neuroni comunică cu alte celule prin trimiterea de semnale electrice de-a lungul membranei celulare. În repaus, interiorul membranei neuronului este încărcat negativ, în timp ce exteriorul este încărcat pozitiv. Un semnal electric este generat atunci când membrana lasă ionii din exterior să curgă în celulă. Acest flux schimbă sarcina din interiorul membranei de la negativă la pozitivă. Acest comutator de încărcare este un semnal electric care se deplasează pe lungimea brațului unui neuron. Mișcarea ionilor care generează electricitatea este difuzie.

Dezvoltarea embrionară este procesul în care organele, membrele și aripile încep să se dezvolte. Procesul în care un embrion își schimbă forma pentru a începe să arate ca un adult în miniatură este posibil din cauza difuziei. Diferite grupuri de celule din diferite părți ale embrionului eliberează proteine ​​numite morfogeni. Morfogenii sunt ca parfumul, atrăgând celulele de departe pentru a se apropia. Dezvoltarea embrionară este o frumoasă simfonie a multor gradienți de morfogen care se suprapun și se întrec între ei. Rezultatul este că picioarele se dezvoltă numai pe corp, antenele se dezvoltă doar în cap, iar aripile se dezvoltă pe spatele unui animal. Gradienții de morfogen sunt posibili deoarece proteinele difuzează.

Homeotermele sunt animale care își reglează temperatura corpului intern, spre deosebire de nevoia de a face baie sau de a fugi de la soare. O problemă cu care se confruntă homeotermele este pierderea de căldură în mediul rece. Orca este un exemplu de animale care se confruntă cu această problemă, deoarece înoată în apă rece. Înotătoarele și aripioarele balenelor ucigașe sunt subțiri și pierd multă căldură în apa din jur. Întrucât paletele și aripioarele fac parte din balenă, sângele trebuie să transporte oxigen și căldură din centrul corpului către aceste anexe. O modalitate prin care balenele ucigașe păstrează căldura este că arterele lor care aduc sânge cald în apendicele lor sunt chiar lângă vene care aduc sângele înapoi în corp. Astfel, căldura care se pierde din arterele care se deplasează spre vârful unei aripioare este preluată de sângele care se află în vene, deplasându-se înapoi în corp.