La diffusion est une fonction essentielle dans les organismes vivants. La diffusion est le mouvement aléatoire mais directionnel des molécules d'un lieu de forte concentration à un lieu de faible concentration. Ce concept simple décrit le processus par lequel les cellules échangent des gaz toxiques pour les gaz de maintien de la vie. Il décrit également comment les cellules nerveuses sont capables d'envoyer des signaux électriques aux autres cellules. La diffusion indique aux cellules embryonnaires où ramper et quand elles sont arrivées. La diffusion permet également de réduire la perte de chaleur corporelle dans l'environnement.
Échange gazeux
Les poumons ont de minuscules sacs vides ressemblant à des raisins qui sont le centre d'échange gazeux. Les cellules du corps fabriquent constamment des molécules d'énergie pour soutenir leurs activités quotidiennes. Non seulement ce processus, appelé respiration cellulaire, nécessite de l'oxygène gazeux pour fonctionner, mais il produit du gaz carbonique qui est toxique pour les cellules. Le dioxyde de carbone produit par les cellules dans tout le corps est transporté dans le sang vers les poumons. Dans les poumons, le dioxyde de carbone diffuse dans le sang et dans les sacs ressemblant à du raisin. Le gaz oxygéné qui a été respiré dans les poumons va dans la direction opposée. L'oxygène entre dans le sang. Cet échange vital de gaz se produit par diffusion à travers les couches minces de cellules dans les vaisseaux sanguins qui entourent les sacs de raisin.
Les cellules nerveuses appelées neurones communiquent avec d'autres cellules en envoyant des électrons signaux le long de leur membrane cellulaire. Au repos, l'intérieur de la membrane du neurone est chargé négativement, tandis que l'extérieur est chargé positivement. Un signal électrique est généré lorsque la membrane laisse les ions de l'extérieur s'écouler dans la cellule. Cette entrée modifie la charge à l'intérieur de la membrane de négative à positive. Ce commutateur en charge est un signal électrique qui se déplace le long de la longueur du bras d'un neurone. Le mouvement des ions qui génère l'électricité est la diffusion.
Gradients morphogènes
Le développement embryonnaire est le processus par lequel les organes, les membres et les ailes commencent à se développer. Le processus dans lequel un embryon change de forme pour commencer à ressembler à un adulte miniature est possible en raison de la diffusion. Différents groupes de cellules dans différentes parties de l'embryon libèrent des protéines appelées morphogènes. Les morphogènes sont comme le parfum, attirant des cellules de loin pour se rapprocher. Le développement embryonnaire est une belle symphonie de nombreux gradients morphogènes qui se chevauchent et se font concurrence. Le résultat est que les jambes ne se développent que sur le corps, les antennes ne se développent que dans la tête et les ailes se développent sur le dos d'un animal. Les gradients de morphogène sont possibles parce que les protéines diffusent.
Les thermostats à contre-courant
Les homéothermes sont des animaux qui régulent la température interne de leur corps plutôt que de se baigner ou de s'enfuir du soleil. Un problème que les homéothermes rencontrent est la perte de chaleur dans les environnements froids. Les épaulards sont un exemple d'animaux qui font face à ce problème, car ils nagent dans l'eau froide. Les nageoires et les nageoires des épaulards sont minces et perdent beaucoup de chaleur dans l'eau environnante. Puisque les nageoires et les nageoires font partie de la baleine, le sang doit transporter l'oxygène et la chaleur du centre du corps vers ces appendices. Une façon dont les épaulards conservent la chaleur est que leurs artères qui apportent du sang chaud à leurs appendices sont juste à côté des veines qui ramènent le sang vers le corps. Ainsi, la chaleur perdue par les artères qui se déplacent vers l'extrémité d'une nageoire est captée par le sang qui se trouve dans les veines, retournant dans le corps.
