Innhold
Diffusjon er en essensiell funksjon i levende organismer. Diffusjon er den tilfeldige, men retningsbestemte bevegelsen av molekyler fra et sted med høy konsentrasjon til et sted med lav konsentrasjon. Dette enkle konseptet beskriver prosessen der celler utveksler giftige gasser for livsopprettholdende gasser. Den beskriver også hvordan nerveceller er i stand til å elektriske signaler til hverandre celler. Diffusjon forteller embryonale celler hvor de skal krype og når de har kommet. Diffusjon gjør det også mulig å redusere tapet av kroppsvarme til omgivelsene.
Gassutveksling
Lungene har bitte små, druelignende sekker som er navet i gassutveksling. Cellene i kroppen lager konstant energimolekyler for å opprettholde deres daglige aktiviteter. Ikke bare krever denne prosessen, kalt cellulær respirasjon, oksygengass for å fungere, den produserer karbondioksidgass, som er giftig for celler. Karbondioksid produsert av celler i hele kroppen føres i blodet til lungene. I lungene diffunderer karbondioksidet ut av blodet og inn i de druelignende sekkene. Oksygengass som ble pustet inn i lungene går i motsatt retning. Oksygen kommer inn i blodet. Denne vitale utvekslingen av gasser skjer ved diffusjon over tynne lag med celler i blodkarene som omgir de druelignende sekkene.
Nerveimpulser
Nerveceller kalt nevroner kommuniserer med andre celler ved å føre elektriske signaler langs cellemembranen. I hvile er innsiden av nevronens membran negativt ladet, mens utsiden er positivt ladet. Et elektrisk signal genereres når membranen lar ioner fra utsiden strømme inn i cellen. Dette tilsiget endrer ladningen på innsiden av membranen fra negativ til positiv. Denne bryteren som er ansvarlig er et elektrisk signal som beveger seg nedover lengden på en nevrons arm. Bevegelsen av ioner som genererer strøm er diffusjon.
Morphogen Gradients
Embryonisk utvikling er prosessen der organer, lemmer og vinger begynner å utvikle seg. Prosessen der et embryo endrer form for å begynne å se ut som en miniatyr voksen er mulig på grunn av diffusjon. Ulike grupper av celler i forskjellige deler av embryoet frigjør proteiner som kalles morfogener. Morfogener er som parfyme, og tiltrekker celler fra langt borte for å komme nærmere. Embryonisk utvikling er en vakker symfoni av mange morfogengradienter som overlapper og konkurrerer med hverandre. Resultatet er at ben bare utvikler seg på kroppen, antenner bare utvikler seg i hodet, og vinger utvikler seg på et dyrs rygg. Morfogengradienter er mulig fordi proteiner diffunderer.
Motstrøms varmeveksling
Homeotermer er dyr som regulerer kroppstemperaturen deres internt, i motsetning til å måtte bade i eller løpe fra solen. Et problem som hjemmeotermene møter er tapet av varme til kalde omgivelser. Spekkhoggere er et eksempel på dyr som møter dette problemet, siden de svømmer i kaldt vann. Vippene og finnene til spekkhoggere er tynne og mister mye varme til det omgivende vannet. Siden flippers og finner er en del av hvalen, må blod føre oksygen og varme fra midten av kroppen til disse vedhengene. En måte som spekkhoggere bevarer varmen på er at arteriene deres som bringer varmt blod til vedleggene deres ligger rett ved årer som fører blod tilbake til kroppen. Dermed blir varmen som går tapt fra arteriene som beveger seg mot tuppen av en finn, plukket opp av blod som er i venene, som beveger seg tilbake i kroppen.