Pomen difuzije v organizmih

Difuzija je bistvena funkcija živih organizmov. Difuzija je naključno, a usmerjeno gibanje molekul iz kraja visoke koncentracije v kraj nizke koncentracije. Ta preprost koncept opisuje postopek, s katerim celice izmenjujejo strupene pline s plini, ki ohranjajo življenje. Opisuje tudi, kako so živčne celice sposobne medsebojno pošiljati električne signale. Difuzija embrionalnim celicam pove, kam naj plazijo in kdaj prispejo. Difuzija omogoča tudi zmanjšanje izgube telesne toplote v okolici.

Pljuča imajo drobne prazne grozdju podobne vrečke, ki so središče izmenjave plinov. Celice v telesu nenehno tvorijo energijske molekule, da vzdržujejo svoje vsakodnevne aktivnosti. Ta proces, imenovan celično dihanje, ne samo, da za delovanje potrebuje plin kisika, ampak proizvaja plin ogljikov dioksid, ki je strupen za celice. Ogljikov dioksid, ki ga celice proizvajajo v telesu, se s krvjo prenaša v pljuča. V pljučih ogljikov dioksid difundira iz krvi v grozdne vrečke. Plin kisika, ki je bil vdihan v pljuča, gre v nasprotno smer. Kisik vstopi v kri. Ta vitalna izmenjava plinov se zgodi z difuzijo skozi tanke plasti celic v krvnih žilah, ki obkrožajo grozdju podobne vrečke.

Živčne celice, imenovane nevroni, komunicirajo z drugimi celicami s pošiljanjem električnih signalov vzdolž njihove celične membrane. V mirovanju je notranjost membrane nevrona negativno nabita, zunaj pa pozitivno nabita. Električni signal nastane, ko membrana prepušča ione, da tečejo v celico. Ta dotok spremeni naboj na notranji strani membrane z negativnega na pozitiven. To glavno stikalo je električni signal, ki se premika po dolžini roke nevrona. Gibanje ionov, ki ustvarja elektriko, je difuzija.

Embrionalni razvoj je proces, v katerem se začnejo razvijati organi, okončine in krila. Postopek, v katerem zarodek spremeni svojo obliko in postane videti kot miniaturna odrasla oseba, je mogoč zaradi difuzije. Različne skupine celic v različnih delih zarodka sproščajo beljakovine, imenovane morfogeni. Morfogeni so kot parfumi, ki pritegnejo celice od daleč, da se približajo. Embrionalni razvoj je čudovita simfonija številnih morfogenih gradientov, ki se prekrivajo in tekmujejo med seboj. Rezultat tega je, da se noge razvijejo samo na telesu, antene se razvijejo samo v glavi, krila pa na hrbtu živali. Morfogeni gradienti so možni, ker beljakovine difundirajo.

Homeotermi so živali, ki svojo telesno temperaturo uravnavajo znotraj, v nasprotju s tem, da se je treba kopati ali teči pred soncem. Eden od problemov homeoterm je izguba toplote v hladnem okolju. Kiti morilci so primer živali, ki se soočajo s to težavo, saj plavajo v hladni vodi. Plavuti in plavuti kitov ubijalcev so tanki in izgubijo veliko toplote v okolici. Ker so plavutke in plavuti del kita, mora kri prenašati kisik in toploto od središča telesa do teh dodatkov. Eden od načinov, kako kiti morilci ohranjajo toploto, je, da so njihove arterije, ki prinašajo toplo kri v svoje dodatke, tik ob žilah, ki vračajo kri v telo. Tako toploto, ki se izgubi iz arterij, ki se premikajo proti konici plavuti, pobere kri, ki je v žilah, in se vrne v telo.