ความสำคัญของการแพร่กระจายในสิ่งมีชีวิต

การแพร่กระจายเป็นหน้าที่ที่สำคัญในสิ่งมีชีวิต การแพร่เป็นการเคลื่อนที่แบบสุ่มแต่เป็นทิศทางของโมเลกุลจากที่ที่มีความเข้มข้นสูงไปยังที่ที่มีความเข้มข้นต่ำ แนวคิดง่ายๆ นี้อธิบายกระบวนการที่เซลล์แลกเปลี่ยนก๊าซพิษกับก๊าซที่ดำรงชีวิต นอกจากนี้ยังอธิบายว่าเซลล์ประสาทสามารถส่งสัญญาณไฟฟ้าไปยังเซลล์อื่นได้อย่างไร การแพร่กระจายจะบอกเซลล์ตัวอ่อนว่าจะรวบรวมข้อมูลที่ไหนและเมื่อใด การแพร่กระจายยังช่วยลดการสูญเสียความร้อนในร่างกายไปสู่สภาพแวดล้อมโดยรอบ

ปอดมีถุงเล็กๆ คล้ายองุ่นที่ว่างเปล่าซึ่งเป็นศูนย์กลางของการแลกเปลี่ยนก๊าซ เซลล์ของร่างกายสร้างโมเลกุลพลังงานอย่างต่อเนื่องเพื่อรักษากิจกรรมประจำวันของพวกเขา กระบวนการนี้ไม่เพียงแต่เรียกว่าการหายใจระดับเซลล์เท่านั้น ซึ่งต้องใช้ก๊าซออกซิเจนในการทำงาน แต่ยังผลิตก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ซึ่งเป็นพิษต่อเซลล์อีกด้วย ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่ผลิตโดยเซลล์ทั่วร่างกายจะถูกส่งเข้าไปในเลือดไปยังปอด ในปอด คาร์บอนไดออกไซด์จะกระจายออกจากเลือดและเข้าไปในถุงคล้ายองุ่น ก๊าซออกซิเจนที่หายใจเข้าในปอดไปในทิศทางตรงกันข้าม ออกซิเจนเข้าสู่กระแสเลือด การแลกเปลี่ยนก๊าซที่สำคัญนี้เกิดขึ้นจากการแพร่กระจายผ่านเซลล์บางๆ ในหลอดเลือดที่ล้อมรอบถุงองุ่น

เซลล์ประสาทที่เรียกว่าเซลล์ประสาทสื่อสารกับเซลล์อื่นโดยส่งสัญญาณไฟฟ้าไปตามเยื่อหุ้มเซลล์ ส่วนที่เหลือภายในเยื่อหุ้มเซลล์ประสาทจะมีประจุลบ ในขณะที่ภายนอกมีประจุบวก สัญญาณไฟฟ้าจะถูกสร้างขึ้นเมื่อเมมเบรนปล่อยไอออนจากภายนอกเข้าสู่เซลล์ การไหลเข้านี้จะเปลี่ยนประจุที่อยู่ภายในเมมเบรนจากลบเป็นบวก สวิตช์ประจุไฟฟ้านี้เป็นสัญญาณไฟฟ้าที่เคลื่อนลงมาตามความยาวของแขนของเซลล์ประสาท การเคลื่อนที่ของไอออนที่สร้างกระแสไฟฟ้าคือการแพร่

การพัฒนาของตัวอ่อนเป็นกระบวนการที่อวัยวะ แขนขา และปีกเริ่มพัฒนา กระบวนการที่ตัวอ่อนเปลี่ยนรูปร่างเพื่อให้ดูเหมือนตัวเต็มวัยขนาดเล็กนั้นเป็นไปได้เนื่องจากการแพร่ เซลล์กลุ่มต่างๆ ในส่วนต่างๆ ของโปรตีนที่ปลดปล่อยตัวอ่อนที่เรียกว่า morphogens มอร์โฟเจนเป็นเหมือนน้ำหอมที่ดึงดูดเซลล์จากที่ไกลให้เข้ามาใกล้ การพัฒนาของตัวอ่อนเป็นซิมโฟนีที่สวยงามของการไล่ระดับสี morphogen จำนวนมากที่ทับซ้อนกันและแข่งขันกันเอง ผลที่ได้คือขาจะพัฒนาที่ร่างกายเท่านั้น เสาอากาศจะพัฒนาที่ศีรษะเท่านั้น และปีกจะพัฒนาบนหลังของสัตว์ การไล่ระดับของมอร์โฟเจนเป็นไปได้เนื่องจากโปรตีนกระจายตัว

Homeotherms เป็นสัตว์ที่ควบคุมอุณหภูมิร่างกายภายใน แทนที่จะต้องอาบน้ำหรือวิ่งหนีแสงแดด ปัญหาหนึ่งที่โฮมเทอร์มเผชิญคือการสูญเสียความร้อนต่อสภาพแวดล้อมที่หนาวเย็น วาฬเพชฌฆาตเป็นตัวอย่างของสัตว์ที่ประสบปัญหานี้ เนื่องจากพวกมันว่ายในน้ำเย็น ครีบและครีบของวาฬเพชฌฆาตนั้นบางและสูญเสียความร้อนไปมากกับน้ำโดยรอบ เนื่องจากครีบและครีบเป็นส่วนหนึ่งของวาฬ เลือดจึงต้องนำออกซิเจนและความร้อนจากส่วนกลางของร่างกายไปยังอวัยวะเหล่านี้ วิธีหนึ่งที่วาฬเพชฌฆาตสามารถรักษาความร้อนไว้ได้คือหลอดเลือดแดงของพวกมันที่นำเลือดอุ่นไปยังอวัยวะของพวกมันนั้นอยู่ติดกับเส้นเลือดที่นำเลือดกลับคืนสู่ร่างกาย ดังนั้นความร้อนที่สูญเสียไปจากหลอดเลือดแดงที่เคลื่อนไปที่ปลายครีบจึงถูกเลือดที่อยู่ในเส้นเลือดเคลื่อนกลับเข้าสู่ร่างกาย