Значення дифузії в організмах

Дифузія є основною функцією живих організмів. Дифузія - це випадковий, але спрямований рух молекул від місця високої концентрації до місця низької концентрації. Ця проста концепція описує процес, за допомогою якого клітини обмінюються токсичними газами на живильні гази. Він також описує, як нервові клітини здатні посилати електричні сигнали один одному клітинам. Дифузія повідомляє ембріональним клітинам, куди повзати і коли вони прибули. Дифузія також дозволяє зменшити втрати тепла тіла на навколишнє середовище.

У легенях є крихітні порожні виноградоподібні мішечки, які є центром газообміну. Клітини тіла постійно виробляють енергетичні молекули, щоб підтримувати свою щоденну діяльність. Цей процес, який називається клітинним диханням, не тільки вимагає кисневого газу для роботи, він виробляє вуглекислий газ, токсичний для клітин. Вуглекислий газ, що виробляється клітинами по всьому тілу, переноситься з кров’ю до легенів. У легенях вуглекислий газ дифундує з крові у виноградоподібні мішечки. Кисневий газ, який вдихався в легені, йде в зворотному напрямку. Кисень потрапляє в кров. Цей життєво важливий обмін газами відбувається шляхом дифузії через тонкі шари клітин у кровоносних судинах, які оточують виноградоподібні мішечки.

Нервові клітини, звані нейронами, спілкуються з іншими клітинами, посилаючи електричні сигнали вздовж їх клітинної мембрани. У спокої внутрішня частина мембрани нейрона заряджена негативно, тоді як зовні позитивно заряджена. Електричний сигнал генерується, коли мембрана пускає іони із зовнішнього потоку в клітину. Цей приплив змінює заряд на внутрішній стороні мембрани з негативного на позитивний. Цей зарядний перемикач є електричним сигналом, який рухається вниз по довжині руки нейрона. Рух іонів, що генерує електрику, є дифузією.

Ембріональний розвиток - це процес, коли органи, кінцівки та крила починають розвиватися. Процес, при якому ембріон змінює форму, щоб почати виглядати як мініатюрна доросла людина, можливий через дифузію. Різні групи клітин у різних частинах ембріона виділяють білки, які називаються морфогенами. Морфогени схожі на парфуми, що приваблюють клітини здалеку, щоб наблизитися. Ембріональний розвиток - це прекрасна симфонія багатьох градієнтів морфогену, що перекриваються і конкурують між собою. В результаті ноги розвиваються лише на тілі, антени розвиваються лише в голові, а крила - на спині тварини. Морфогенні градієнти можливі, оскільки білки дифузуються.

Гомеотерми - це тварини, які внутрішньо регулюють температуру свого тіла, на відміну від необхідності купатися чи бігати від сонця. Однією з проблем, з якою стикаються гомеотерми, є втрата тепла в холодному оточенні. Косатки є прикладом тварин, які стикаються з цією проблемою, оскільки вони плавають у холодній воді. Ласти і плавники косаток тонкі і втрачають багато тепла для навколишньої води. Оскільки ласти і плавники є частиною кита, кров повинна переносити кисень і тепло від центру тіла до цих придатків. Одним із способів збереження тепла косатками є те, що їхні артерії, що приносять теплу кров до їх придатків, знаходяться поруч з венами, які повертають кров до тіла. Таким чином, тепло, яке втрачається від артерій, що рухаються до кінчика плавника, забирається кров’ю, яка знаходиться у венах, повертаючись назад у тіло.