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La diffusion est une fonction essentielle chez les organismes vivants. La diffusion est le mouvement aléatoire mais directionnel de molécules d'un lieu de concentration élevée à un lieu de concentration basse. Ce concept simple décrit le processus par lequel les cellules échangent des gaz toxiques contre des gaz vitaux. Il décrit également comment les cellules nerveuses sont capables de transmettre des signaux électriques les unes aux autres. La diffusion indique aux cellules embryonnaires où ramper et quand elles sont arrivées. La diffusion permet également de réduire les pertes de chaleur corporelle dans l'environnement.
Échange de gaz
Les poumons ont de minuscules sacs vides ressemblant à du raisin qui sont le pivot des échanges gazeux. Les cellules du corps fabriquent en permanence des molécules d'énergie pour soutenir leurs activités quotidiennes. Ce processus, appelé respiration cellulaire, nécessite non seulement de l'oxygène pour fonctionner, mais aussi du dioxyde de carbone, toxique pour les cellules. Le dioxyde de carbone produit par les cellules dans tout le corps est transporté dans le sang jusqu'aux poumons. Dans les poumons, le dioxyde de carbone se diffuse hors du sang et dans les sacs ressemblant à du raisin. L'oxygène gazeux insufflé dans les poumons va dans le sens opposé. L'oxygène pénètre dans le sang. Cet échange vital de gaz se produit par diffusion à travers de minces couches de cellules dans les vaisseaux sanguins qui entourent les sacs ressemblant à du raisin.
Impulsions nerveuses
Les cellules nerveuses appelées neurones communiquent avec d'autres cellules en émettant des signaux électriques le long de leur membrane cellulaire. Au repos, l’intérieur de la membrane du neurone est chargé négativement, alors que l’extérieur est chargé positivement. Un signal électrique est généré lorsque la membrane laisse les ions extérieurs s'écouler dans la cellule. Cet afflux change 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 du bras du neurone. Le mouvement des ions qui génère de l'électricité est une diffusion.
Gradients de morphogène
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 grâce à la diffusion. Différents groupes de cellules dans différentes parties de l'embryon libèrent des protéines appelées morphogènes. Les morphogènes sont comme un parfum, attirant les cellules de loin pour se rapprocher. Le développement embryonnaire est une belle symphonie de nombreux gradients de morphogène qui se chevauchent et se font concurrence. Il en résulte que les jambes ne se développent que sur le corps, que les antennes ne se développent que dans la tête et que les ailes se développent sur le dos de l’animal. Les gradients de morphogène sont possibles car les protéines diffusent.
Échange thermique à contre courant
Les homéothermes sont des animaux qui régulent leur température corporelle de manière interne, par opposition à la nécessité de se baigner ou de courir sous le soleil. L'un des problèmes auxquels sont confrontés les homéothermes est la perte de chaleur dans un environnement froid. Les épaulards sont un exemple d’animaux confrontés à ce problème, car ils nagent dans l’eau froide. Les nageoires et les nageoires des épaulards sont minces et perdent beaucoup de chaleur par rapport à 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 à ces appendices. Une des façons dont les épaulards préservent la chaleur est que leurs artères qui apportent du sang chaud à leurs appendices se trouvent juste à côté des veines qui ramènent le sang dans le corps. Ainsi, la chaleur perdue par les artères qui se dirigent vers le bout d'une nageoire est captée par le sang qui se trouve dans les veines pour revenir dans le corps.