1。遅いプロセス: 拡散は、分子のランダムな動きに依存しています。拡散速度は、拡散の表面積に直接比例し、距離に反比例します。これは、距離分子が移動する必要があるため、拡散が徐々に遅くなることを意味します。
2。限られた範囲: 拡散は、短距離でのみ有効です。より大きな生物の場合、拡散は栄養素を供給することができず、すべての細胞から廃棄物を効率的に除去するには遅すぎます。
3。濃度勾配への依存: 拡散には、動きのための濃度勾配が必要です。より大きな生物では、長距離にわたって十分に急な濃度勾配を維持することは挑戦的でエネルギー集約的です。
4。制御不足: 拡散は受動的なプロセスです。つまり、生物からのエネルギー入力は必要ありません。ただし、これは、生物が動きの速度と方向を直接制御しないことも意味します。
5。複雑なニーズには非効率的: より高い生物には、酸素、栄養素、ホルモン、廃棄物の輸送など、複雑なニーズがあります。拡散は、これらのプロセスの特定の要件を処理するために装備されていません。
高等生物の代替輸送システム:
拡散の限界を克服するために、より高い生物は次のような特殊な輸送システムを進化させました。
* 循環システム: このシステムは、血管とポンプ(心臓)のネットワークを使用して体全体に血液を循環させ、酸素と栄養素を供給し、廃棄物を除去します。
* 呼吸器系: このシステムは、生物と環境の間のガス(酸素と二酸化炭素)の交換を促進します。
* 消化器系: このシステムは、食物を体に吸収できる小さな分子に分解します。
* 排泄システム: このシステムは、廃棄物を体から除去します。
結論:
拡散はいくつかの細胞プロセスで役割を果たしていますが、それはより高い生物にとって効率的な輸送手段ではありません。これらの生物は、複雑なニーズを満たすために、より洗練された輸送システムを進化させてきました。