Innehåll
Diffusion är en viktig funktion i levande organismer. Diffusion är slumpmässig men riktad rörelse av molekyler från en plats med hög koncentration till en plats med låg koncentration. Detta enkla koncept beskriver processen genom vilken celler utbyter giftiga gaser mot livslånga gaser. Den beskriver också hur nervceller kan elektriska signaler till varandra celler. Diffusion berättar för embryonceller var de ska krypa och när de har kommit. Diffusion gör det också möjligt att minska förlusten av kroppsvärme till omgivningen.
Gasväxling
Lungorna har små tomma druvliknande säckar som är navet i gasutbytet. Kroppens celler tillverkar ständigt energimolekyler för att upprätthålla sin dagliga verksamhet. Inte bara kräver denna process, som kallas cellulär andning, syrgas för att fungera, den producerar koldioxidgas, som är giftig för celler. Den koldioxid som produceras av celler i hela kroppen transporteras i blodet till lungorna. I lungorna diffunderar koldioxiden ur blodet och i de druvliknande säckarna. Syregas som andades in i lungorna går i motsatt riktning. Syre kommer in i blodet. Detta viktiga gasutbyte sker genom diffusion över tunna lager av celler i blodkärlen som omger de druvliknande säckarna.
Nervimpulser
Nervceller som kallas neuroner kommunicerar med andra celler genom att införa elektriska signaler längs deras cellmembran. I vila är insidan av neurons membran negativt laddad, medan utsidan är positivt laddad. En elektrisk signal alstras när membranet låter joner från utsidan strömma in i cellen. Detta inflöde förändrar laddningen på insidan av membranet från negativ till positiv. Denna laddningsomkopplare är en elektrisk signal som rör sig ner längs en neurons arm. Rörelsen av joner som genererar elektricitet är diffusion.
Morphogen Gradients
Embryonisk utveckling är den process där organ, lemmar och vingar börjar utvecklas. Processen där ett embryo ändrar form för att börja se ut som en miniatyr vuxen är möjlig på grund av diffusion. Olika grupper av celler i olika delar av embryot frisätter proteiner som kallas morfogener. Morfogener är som parfym och lockar celler från långt borta för att komma närmare. Embryonisk utveckling är en vacker symfoni av många morfogengradienter som överlappar varandra och konkurrerar med varandra. Resultatet är att benen bara utvecklas på kroppen, antenner utvecklas bara i huvudet och vingar utvecklas på djurens rygg. Morfogengradienter är möjliga eftersom proteiner diffunderar.
Motström värmeväxling
Hemotermer är djur som reglerar sin kroppstemperatur internt, i motsats till att behöva bada eller springa från solen. Ett problem som hemotermis står inför är förlust av värme till kalla omgivningar. Späckhuggare är ett exempel på djur som möter detta problem eftersom de simmar i kallt vatten. Flippor och fenor av späckhuggare är tunna och förlorar mycket värme till det omgivande vattnet. Eftersom flippor och fenor är en del av valen, måste blod transportera syre och värme från mitten av kroppen till dessa bilagor. Ett sätt som späckhuggare bevarar värmen är att deras artärer som ger varmt blod till sina bihang är intill vener som leder blod tillbaka till kroppen. Således plockas upp värmen som förloras från artärerna som rör sig mot spetsen av en fena av blod som finns i venerna och rör sig tillbaka in i kroppen.