เอกสารประกอบการสอน เรื่อง การเคลื่อนที่ของสัตว์มีกระดูกสันหลัง

เอกสารประกอบการเรียน เรื่อง การเคล่ือนที่ของสัตว์มีกระดูกสันหลัง รายวชิ าชีววิทยาเพมิ่ เติม 3 (ว32241) หน้า 1 เอกสารประกอบการเรียน การเคลื่อนทีข่ องสัตว์มกี ระดกู สันหลงั ครูนภวรรณ มณั ยานนท์ --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- การเคลื่อนทข่ี องสัตว์มกี ระดกู สันหลงั 1. การเคล่ือนทขี่ องปลา ปลาเป็นสัตวม์ ีกระดูกสันหลงั ท่ีอยใู่ นน้า การเคล่ือนที่ของปลาจึงแตกตา่ งกบั สัตวบ์ กทวั่ ๆ ไป กรณี แรกปลาส่วนใหญ่มีกระเพาะลมสาหรับช่วยในการลอยตวั กระเพาะลมน้ีในปลาบางพวกมีทางติดต่อกับ ทางเดินอาหาร ปลายงั มีรยางค์ คือ ครีบคู่ ไดแ้ ก่ ครีบอก (pectoral fin) และครีบสะโพก (pelvic fin) ส่วน ครีบเด่ียวซ่ึงไม่ถือว่าเป็ นรยางค์ คือ ครีบหลงั (dorsal fin) ครีบหาง(caudal fin) และครีบทวาร (anal หรือ ventral fin) รูปที่ 1 แสดงการเคลื่อนท่ีของปลา ท่ีมา : http://www.vcharkarn.com/lesson/view.php?id=1134

เอกสารประกอบการเรียน เรื่อง การเคลื่อนที่ของสัตว์มีกระดูกสันหลัง รายวิชาชีววทิ ยาเพมิ่ เตมิ 3 (ว32241) หน้า 2 สาหรับกลา้ มเน้ือปลาซ่ึงยึดติดอยู่ 2 ขา้ งของกระดูกสันหลงั และเรียกตวั ลกั ษณะซิกแซก เรียงตวั อยู่ ดา้ นขา้ งของลาตวั ดงั รูปที่ 1 ก การทางานของกลา้ มเน้ือปลาจะหดตวั ดา้ นใดดา้ นหน่ึง ทีละชุด โดยเริ่มจากหวั ไปหาง อีกส่วนหน่ึง ท่ีเคล่ือนที่คอื หาง มีการพดั โบกไปคนละทางกบั หวั จึงเกิดการเคล่ือนท่ีเป็นเสน้ โคง้ สลบั ไปมา ดงั รูป 2 รูปท่ี 2 แผนภาพแสดงรูปร่างของปลากบั การเคล่ือนที่ สาหรับครีบอกและครีบสะโพกซ่ึงเป็ นครีบคู่ถือได้ว่าเป็ นรยางค์ เทียบได้กับขาหน้า และขาหลัง ของสัตวบ์ ก ครีบคู่ท้งั 2 คู่น้ี ทาหน้าที่ช่วยพยุงตวั ปลา และทาให้ปลาเคล่ือนที่ข้ึนลงตามแนวด่ิงไดด้ ว้ ย ครีบตา่ ง ๆ ของปลายงั เป็นตวั ป้องกนั การกลิง้ ไปมา การส่ายหวั และการกระเดง้ ข้ึนลงไดอ้ ีกดว้ ย ดงั รูปท่ี 3

เอกสารประกอบการเรียน เรื่อง การเคล่ือนทขี่ องสัตว์มีกระดกู สันหลัง รายวชิ าชีววทิ ยาเพม่ิ เตมิ 3 (ว32241) หน้า 3 รูปที่ 3 แผนภาพการใชค้ รีบชนิดต่าง ๆ ของปลาช่วยทรงตวั ให้ตรงโดยไม่มีการกลิ้งไปมา หรือหัวส่าย หรือกระเดง้ ข้นึ ลงโดยกระแสน้าและคลื่น ปลามีโครงสร้างของร่างกาย และอวยั วะต่าง ๆ ที่ช่วยให้มีการเคล่ือนท่ีได้อย่างเหมาะสมกับ สภาพแวดลอ้ มที่เป็นน้าซ่ึงมีความหนาแน่นมากกวา่ อากาศ ความเสียดทานของน้าเป็นปัญหาอยา่ งมากในการ เคล่ือนไหว ปลามีรูปร่างเพรียวผิวเรียบล่ืน มีเมือก จึงช่วยลดความเสียดทาน ปลามีการเคลื่อนท่ีไดถ้ ึง 3 มิติ คือ ไปขา้ งหนา้ ขา้ งหลงั เล้ียวซ้าย เล้ียวขวา และข้ึนลงในน้าได้ ในพวกปลาไหลมีลาตวั กลมยาวมี ครีบยาวต่อเน่ือง จึงเหมาะสาหรับการมุดโคลนซ่ึงมีความหนาแน่นมากกว่าในน้า ปลาชนิดหน่ึงแถบ แอตแลนติก (Atlantic sailfish) ว่ายน้าเร็วถึง 110 กิโลเมตรต่อช่ัวโมง เทียบ กับซีต้าวิ่งเร็วท่ีสุด 115 กิโลเมตรต่อชว่ั โมง ส่วนโลมา วาฬ ไม่ใช่ปลาที่แทจ้ ริงแต่เป็ นสัตว์เล้ียงลูกดว้ ยนมท่ีปรับตวั ลงไปอยู่ในน้า ขนาดตัว ใหญ่โตกว่าปลาทว่ั ๆ ไปมาห รวมท้งั ครีบต่าง ๆ มีไม่เหมือนกบั ปลาอ่ืน ๆ การเคลื่อนท่ีจึงใช้ การตวดั หาง และหวั เป็นจงั หวะข้ึนลงสลบั กนั ไป ทาใหส้ ามารถเคลื่อนตวั ไปขา้ งหนา้ ไดด้ งั รูปที่ 4 รูปท่ี 4 แผนภาพของโลมา และแสดงการเคลื่อนท่ีของโลมาในน้า

เอกสารประกอบการเรียน เร่ือง การเคล่ือนทีข่ องสัตว์มีกระดกู สันหลัง รายวิชาชีววทิ ยาเพม่ิ เติม 3 (ว32241) หน้า 4 สรุป การเคลื่อนไหวของปลาจะตอ้ งมีการปรับโครงสร้างของร่างกายให้เหมาะกบั สภาพแวดลอ้ มท่ีอยู่ คือ น้า ซ่ึงมีความหนาแน่นมากกวา่ อากาศ และลดแรงเสียดทานในขณะที่ปลาเคล่ือนไหว การปรับตวั โดยอาศยั - รูปร่างของปลาเพรียว ยาว อาจเป็นยาวกลมหรือยาวแบน - ผวิ เรียบลื่น มีเมือกช่วยลดแรงเสียดทาน - มีครีบแบนบางเหมาะกบั การพดั โบก ทาให้อาศยั ในน้าและเคล่ือนที่ในน้าได้ 3 มิติ - มีกลา้ มเน้ืออยู่ 2 ขา้ ง กระดูกสันหลงั กลา้ มเน้ือจะหดตวั และคลายตวั ทีละขา้ ง เร่ิมจากหัวไปหางพร้อมกบั ครีบหางพดั โบกดว้ ย หัวกับหางจะสะบดั ไปคนละ ทางทาใหป้ ลาเคลื่อนท่ีเป็นเส้นโคง้ สลบั ไปสลบั มาได้ - มีกระเพาะลมช่วยใหล้ อยตวั ในน้า 2.การเคลื่อนทข่ี องนก สาหรับนกเป็ นสัตวท์ ี่มีการเคลื่อนท่ีแตกต่างกนั ออกไป คือ ส่วนใหญ่ใช้ปี กในการบิน ปี กนกหาก เทียบกบั แขนคนแลว้ จะเห็นว่ามีลกั ษณะและส่วนต่าง ๆ ใกลเ้ คียงกนั ซ่ึงเรียกว่า โฮโมโลกัส ออร์แกน (homologous organs) ดงั รูปท่ี 5 รูปที่ 5 แผนภาพเปรียบเทียบปี กนกกบั แขนของคน มีโครงสร้างกระดูกคลา้ ยคลึงกนั ส่วนท่ีติดอยู่ บริเวณไกลตวั เรียกวา่ ไพรมารีส์ และส่วนที่อยใู่ กลต้ วั เรียกวา่ เซกนั ดารีส์

เอกสารประกอบการเรียน เรื่อง การเคลื่อนทข่ี องสัตว์มกี ระดูกสันหลงั รายวิชาชีววิทยาเพมิ่ เติม 3 (ว32241) หน้า 5 ปี กนกมีการจดั ตวั เองไดค้ ลา้ ยกบั ปี กเคร่ืองบิน คือ ดา้ นล่างคอ่ นขา้ งยาว ส่วนดา้ นบนโคง้ ทาให้ อากาศไหลผา่ นปี กไปทางดา้ นบนและดา้ นลา่ งดว้ ยความเร็วแตกต่างกนั คือ อากาศผา่ นดา้ นบนปี กเร็วกวา่ จึงเกิดแรงดนั อากาศทางดา้ นบนปี กต่ากวา่ ทางดา้ นล่าง ทาใหเ้ กิดแรงยกดนั ปี กใหล้ อยข้นึ ดงั รูปท่ี 6 รูปที่ 6 แผนภาพแสดงใหเ้ ห็นวา่ ปี กนกมีแรงยกตวั อยา่ งไร นอกจากเกิดแรงยกข้ึนกบั ปี กนกแลว้ ทิศทางการกระพือปี กยงั มีความสาคญั ตอ่ การบินของนกอีกดว้ ย ลองดูทิศทางการกระพอื ปี กในรูปท่ี 7 ขนที่ปี กนกมีลกั ษณะพิเศษคอื ในขณะที่ตีปี กลงมา อากาศไม่สามารถผา่ นขนไปได้ ทาใหม้ ีแรงยกตวั ข้ึน แต่เม่ือนกยกปี กข้ึน อากาศสามารถผา่ นช่องระหวา่ งขนได้ ทาใหไ้ มม่ ีแรงกดลง ดงั รูปท่ี 7

เอกสารประกอบการเรียน เรื่อง การเคล่ือนที่ของสัตว์มีกระดกู สันหลงั รายวิชาชีววิทยาเพม่ิ เตมิ 3 (ว32241) หน้า 6 รูปที่ 7 แผนภาพแสดงการตีปี กและทิศทางการหมนุ ของปลายปี กขณะบิน รูปที่ 8 แผนภาพแสดงทิศทางของปี กในขณะตีปี กลงและยกปี กข้ึน และการทางานของขน ปี ก ตอนตีปี กลงและยกปี กข้ึน

เอกสารประกอบการเรียน เรื่อง การเคล่ือนทข่ี องสัตว์มีกระดกู สันหลงั รายวชิ าชีววทิ ยาเพมิ่ เตมิ 3 (ว32241) หน้า 7 การตีปี กลงและยกปี กข้นึ ได้ เนื่องจากการทางานของกลา้ มเน้ือท่ียดึ ติดอยรู่ ะหวา่ งโคนปี กกบั ลาตวั ดงั รูปท่ี 9 การทางานของกลา้ มเน้ือชุดน้ีจะมีการหดตวั และคลายตวั เช่นเดียวกบั กลา้ มเน้ือที่ทาใหเ้ กิดการ เคลื่อนที่ของสัตวต์ า่ ง ๆ ดงั ไดก้ ล่าวมาแลว้ รูปท่ี 9 แผนภาพแสดงการยดึ ของกลา้ มเน้ือที่บงั คบั ปี กใหเ้ คล่ือนที่ นอกจากนกจะมีขนและกลา้ มเน้ือพิเศษกว่าสัตว์อ่ืน ๆ แล้ว นกยงั มีกระดูกที่เบาและน้าหนักตัว ค่อนขา้ งนอ้ ยเม่ือเทียบกบั สัตวอ์ ื่น ๆ ที่มีขนาดเท่า ๆ กนั เหตุที่นกมีน้าหนักตวั นอ้ ยเน่ืองจากบางอวยั วะของ นกจะเปลี่ยนแปลงไป เช่น ไม่มีกระเพาะปัสสาวะและกระดูกเป็นโพรง เพ่ือจะไดม้ ีถุงลมซ่ึงติดต่อกบั ปอด แทรกอยไู่ ด้ ดงั รูปท่ี 33 ถุงลมเหลา่ น้ีจะไดร้ ับอากาศเมื่อนกหายใจเขา้ โดยอากาศจะผา่ นจากปอดเขา้ ถงุ ลม โดยตรง เมื่อนกหายใจออกอากาศจากถุงลมผ่านไปตามท่อเขา้ สู่ปอดอีกคร้ัง ทาให้มีการแลกเปล่ียนแก๊ส เกิดข้ึนไดอ้ ีก ดงั น้นั นกจึงใชอ้ อกซิเจนไดม้ ากกวา่ สัตวอ์ ่ืน ๆ เพราะนกมีเมแทบอลิซึมสูง จึงตอ้ งใชอ้ อกซิเจน ในการหายใจสูงกวา่ สัตวอ์ ื่น ๆ การบินของนกอาศยั โครงสร้างหลายอยา่ ง ไดแ้ ก่ โครงกระดูกและถุงลมในร่างกาย กระดูกนกกลวง เป็นโพรงทาให้เบา ถุงลมท่ีแทรกอยู่ระหวา่ งช่องวา่ งภายในลาตวั และกระดูกหลายแห่งในร่างกายทาใหน้ กมี น้าหนกั ตวั นอ้ ย ถงุ ลมเหล่าน้ีติดต่อกบั ปอด ช่วยสารองอากาศทาใหป้ อดแลกเปลี่ยนแก๊สไดม้ ากข้ึนขณะบิน สรุป การบินของนกอาศยั - การขยบั ปี กข้ึน – ลง โดยการทางานของกลา้ มเน้ือท่ียดึ ระหว่างโคนปี กกบั ลาตวั มีการ หดตวั และคลายตวั สลบั กนั - การจดั รูปทรงของปี ก โดยดา้ นล่างค่อนขา้ งยาว ส่วนดา้ นบนโคง้ อากาศไหลผ่านปี ก ดว้ ยความเร็วต่างกนั แรงดนั อากาศทางดา้ นบนของปี กนอ้ ยกวา่ ทางดา้ นล่าง เกิดแรงยก ปี กใหล้ อยข้ึน

เอกสารประกอบการเรียน เร่ือง การเคล่ือนที่ของสัตว์มีกระดกู สันหลัง รายวิชาชีววทิ ยาเพม่ิ เตมิ 3 (ว32241) หน้า 8 - กระดูกเป็ นโพรงทาให้เบา และมีถุงลมแทรกในลาตวั ทาให้ตวั เบา และช่วยสารอง อากาศเพือ่ ใหเ้ กิดกการแลกเปล่ียนแก๊สไดม้ ากข้นึ รูปท่ี 10 แผนภาพแสดงตาแหน่งถุงลมของนก ที่มา : http://www.myfirstbrain.com/student_view.aspx?ID=72210 3.สัตว์มกี ระดกู สันหลงั อ่ืน ๆ สัตวม์ ีกระดูกสันหลงั ท่ีอาศยั อยบู่ นบก ลว้ นมีโครงสร้างท่ีใชใ้ นการเคลื่อนที่คลา้ ยคลึงกนั คือมีแขน ขา หรือขาท้งั 4 ขา้ งรวมท้งั กลา้ มเน้ือท่ีใชก้ ็มีลกั ษณะใกลเ้ คียงกนั แต่ประสิทธิภาพในการเคลื่อนที่ของสัตว์ แต่ละพวกลว้ นแตกต่างกนั เช่น ในการว่ิง มา้ ย่อมว่ิงเร็วกว่าควาย เป็นตน้ หรือในการเคล่ือนที่ของเสือซีตา้ ซ่ึงถือวา่ วิ่งเร็วท่ีสุดในพวกสตั วบ์ กดว้ ยกนั ลาดับการเคล่ือนไหวในพวกสุนัข

เอกสารประกอบการเรียน เร่ือง การเคลื่อนทขี่ องสัตว์มีกระดูกสันหลัง รายวชิ าชีววทิ ยาเพม่ิ เตมิ 3 (ว32241) หน้า 9 รูปที่ 11 การทางานของกลา้ มเน้ือขาของสตั วท์ ่ีมีกระดูกสันหลงั ยาว นกั วิ่งกบั ซีตา้ มีความแตกต่างทางโครงสร้างขณะท่ีวิ่งคือ คนวิ่งโดยมีกลา้ มเน้ือและโครงกระดูกของ อวยั วะส่วนล่างของร่างกาย ต้งั แต่ท่อนเอวลงไป จึงมีระยะกา้ ววิ่งท่ีส้ันกว่า ส่วนซีตา้ เคลื่อนท่ีท้งั ลาตวั โดยมี โครงกระดูกสันหลงั ที่โคง้ งอและยดื หยนุ่ ได้ สามารถกระโดด กระโจน โดยมีช่วงกา้ ววงิ่ ท่ียาวกวา่ เม่ือเทียบกบั สัตวท์ ี่มีกระดูกสันหลงั ส้ัน เช่น กบ กบจะเคลื่อนที่ไปไดใ้ นระยะส้ัน ๆ อย่างชา้ ๆ ถา้ กบคลาน แต่ถา้ กบใชก้ ารเพ่มิ ช่วงการเคล่ือนท่ีออกไป โดยการกระโดดยดื ขาหลงั ถีบตวั ออกไป ดงั รูปที่ 12 รูปท่ี 12 การทางานของกลา้ มเน้ือขากบ ก. กบกระโดด ข. กบเดิน

เอกสารประกอบการเรียน เร่ือง การเคลื่อนทข่ี องสัตว์มีกระดูกสันหลงั รายวชิ าชีววิทยาเพม่ิ เติม 3 (ว32241) หน้า 10 จากรูปท่ี 11 และ 12 จะเห็นวา่ กระดูกสนั หลงั ของสัตวม์ ีส่วนในการเคล่ือนท่ี สาหรับสัตวท์ ี่มีกระดูก สันหลงั ที่เคลื่อนท่ีโดยเทา้ ท้งั ส่ี ช่วงความยาวและความสามารถในการโคง้ งอกระดูก ทาใหม้ ีส่วนช่วยในการ เคล่ือนที่ได้มากโดยสัตว์ที่มีกระดูกสันหลังยาว ระยะของการเคล่ือนที่ก็ยาวด้วย และย่ิงสามารถโคง้ งอ กระดูกสันหลงั ไดด้ ี ทาให้สามารถแอ่นลาตวั หรือโก่งลาตวั ไดม้ าก เป็ นการเพิ่มระยะการเคล่ือนที่ในแต่ละ คร้ังดว้ ย แต่สัตวบ์ กท่ีมีกระดูกสันหลงั และไม่มีรยางค์ เช่น งู มีการเคลื่อนที่โดยกลา้ มเน้ือกระดูกสันหลงั เคล่ือนไปทางดา้ นขา้ งกลบั ไปกลบั มา จึงทาใหเ้ คลื่อนท่ีเป็นรูปตวั S รูปที่ 13 แผนภาพแสดงโครงกระดูกงใู นการเคลื่อนที่ ทานองเดียวกนั สตั วบ์ กที่มีกระดูกสันหลงั และมีรยางค์ เช่น สัตวเ์ ล้ือยคลาน พวกจิ้งจก ตุก๊ แก การ กา้ วขาไม่พร้อมกนั ของขาคู่หนา้ และขาคหู่ ลงั ทาใหเ้ กิดการเคลื่อนท่ีเป็นรูปตวั S ดว้ ยเหมือนกนั นอกจากน้ีกระดูกสันหลงั ของสัตวย์ งั ทาให้สัตวไ์ ดเ้ ปรียบในการเคล่ือนที่ เพราะกระดูกสันหลงั ช่วย ใหส้ ัตวน์ ้นั ยดึ หรือพยงุ ร่างกายไดด้ ีกวา่ สตั วท์ ่ีไม่มีกระดูกสันหลงั รูปที่ 14 แผนภาพแสดงการเคล่ือนท่ีของสัตวเ์ ล้ือยคลานบางชนิด ก-ข แผนภาพแสดงการเคล่ือนท่ีของสตั วพ์ วกกิ้งก่า จ้ิงจก ต๊กุ แก ขณะพกั ลาตวั จะติดกบั พ้นื พอเริ่มตน้ เดินมกั จะถ่างขาออกยกตวั ใหส้ ูงข้นึ ค-ง แผนภาพแสดงการเคล่ือนที่ของกิ้งก่าจะส่ายตวั ไปมาเป็นรูปตวั S จ ภาพถ่ายของก้ิงก่าชนิดหน่ึง

เอกสารประกอบการเรียน เรื่อง การเคลื่อนทขี่ องสัตว์มีกระดูกสันหลัง รายวิชาชีววิทยาเพม่ิ เติม 3 (ว32241) หน้า 11 สาหรับสัตวม์ ีกระดูกสันหลงั ชนิดอ่ืนท่ีสามารถลงไปอยใู่ นน้าได้ เช่น กบ นกน้าท้งั หลาย รวมท้งั เป็ด และห่าน ที่นิ้วเทา้ มีแผน่ พงั ผืดยดึ ติดกนั ระหวา่ งนิ้วเทา้ ช่วยในการพุย้ น้าใหล้ าตวั เคลื่อนที่ได้ พวกเต่าทะเล ตะพาบน้า ขาหนา้ และขาหลงั เปลี่ยนเป็นใบพาย ช่วยในการเคลื่อนท่ีในน้าไดด้ ีข้นึ รูปท่ี 15 เตา่ ทะเล ตะพาบน้า ใชข้ าเป็นใบพายโบกไปมาในน้า แมวน้า สิงโตทะเล ที่อาศยั อยู่ในน้า มีแผ่นหนังตรงบริเวณขา้ งหน้าของลาตวั ทาหน้าที่พดั น้า ในขณะเคล่ือนไหว แผน่ หนงั น้ีเรียกวา่ ฟลิปเปอร์ (flipper) หางของวาฬ เมื่อโบกข้ึนลงทาให้วาฬเคล่ือนที่ไปขา้ งหน้า เทา้ แขน (flipper) ของสิงโตทะเลช่วย แหวกน้าเพ่ือทาให้สิงโตทะเลเคล่ือนไปขา้ งหน้าอย่างรวดเร็ว และช่วยค้ายนั พ้ืนให้เคล่ือนที่ไปบนบก ส่วน พงั ผดื ที่เทา้ กบช่วยสร้างแรงตา้ นกบั น้าในขณะท่ีกบเคลื่อนที่ไปขา้ งหนา้ ทาใหเ้ คล่ือนที่ไดร้ วดเร็วข้ึน ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------