コンテンツ
拡散は、生物にとって不可欠な機能です。拡散は、高濃度の場所から低濃度の場所への分子のランダムであるが方向性のある動きです。この単純な概念は、細胞が有毒ガスを生命維持ガスに交換するプロセスを説明しています。また、神経細胞が互いに他の細胞に電気信号を送る方法についても説明します。拡散は、胚細胞にクロールする場所と到着した時期を伝えます。拡散はまた、周囲環境への体熱の損失を減らすことを可能にします。
ガス交換
肺には、ガス交換のハブである小さな空のブドウのような嚢があります。体の細胞は日々の活動を維持するために絶えずエネルギー分子を作っています。細胞呼吸と呼ばれるこのプロセスは、機能するために酸素ガスを必要とするだけでなく、細胞に有毒な二酸化炭素ガスを生成します。全身の細胞によって生成された二酸化炭素は、血液中を肺に運ばれます。肺では、二酸化炭素は血液からブドウのような嚢に拡散します。肺に吸い込まれた酸素ガスは反対方向に流れます。酸素が血液に入ります。この重要なガス交換は、ブドウのような袋を取り巻く血管内の細胞の薄い層を横切る拡散によって起こります。
神経インパルス
ニューロンと呼ばれる神経細胞は、細胞膜に沿って電気信号を送ることにより他の細胞と通信します。安静時には、ニューロンの膜の内側は負に帯電し、外側は正に帯電します。膜が外部からのイオンをセルに流入させると、電気信号が生成されます。この流入により、膜の内側の電荷が負から正に変わります。この充電スイッチは、ニューロンの腕の長さを下に移動する電気信号です。電気を生成するイオンの動きは拡散です。
モルフォゲン勾配
胚発生は、器官、手足、および翼が発生し始めるプロセスです。胎児が形を変えて、ミニチュアの大人のように見え始めるプロセスは、拡散のために可能です。胚のさまざまな部分にある細胞のさまざまなグループは、モルフォゲンと呼ばれるタンパク質を放出します。モルフォゲンは香水に似ており、遠くから細胞を引き寄せて近づけます。胚発生は、多くのモルフォゲン勾配が重なり合って競合する美しい交響曲です。その結果、足は体の上でしか発達せず、アンテナは頭でしか発達せず、翼は動物の背中で発達します。タンパク質が拡散するため、モルフォゲン勾配が可能です。
逆流熱交換
恒温動物は、日光浴や入浴をするのではなく、体温を体内で調節する動物です。恒温動物が直面する問題の1つは、寒い環境への熱の損失です。シャチは冷たい水で泳ぐため、この問題に直面する動物の例です。シャチの足ひれとひれは薄く、周囲の水に多くの熱を失います。足ひれとひれはクジラの一部であるため、血液は酸素と熱を体の中心からこれらの付属器官に運ぶ必要があります。シャチが熱を保持する方法の1つは、温血を付属肢に運ぶ動脈が、血液を体に戻す静脈のすぐ隣にあることです。したがって、ひれの先端に向かって移動する動脈から失われた熱は、静脈内の血液によって吸収され、体内に戻ります。