19.3 การเคลื่อนที่ของสัตว์มีกระดูกสันหลัง

     สัตว์มีกระดูดสันหลังทุกชนิดมีระบบโครงกระดูก ทำหน้าที่เป็นทั้งโครงร่างแข็งช่วยค้ำจุนร่างกายให้คงรูปและยังช่วยในการเคลื่อนที่อีกด้วย  สัตว์มีกระดูดสันหลังมีทั้งที่อาศัยอยู่ในน้ำ และบนบก  ซึ่งมีสภาพแวดล้อมแตกต่างกัน

การเคลื่อนที่ของสัตว์มีกระดูกสันหลังที่อาศัยอยู่ในน้ำ

สัตว์จำพวกปลา

     ปลาสามารถเคลื่อนที่ได้ทุกทิศทาง  เนื่องจากการทำงานของกล้ามเนื้อที่ติดอยู่สองข้างของกระดูก  และการ พัดโบกของครีบต่างๆ  กล่าวคือ  การหดตัวของกล้ามเนื้อ  ทั้งสองข้างของลำตัวซึ่งทำงานร่วมกันในสภาวะตรงกันข้าม  เมื่อกล้ามเนื้อที่ยึดติดกับ    กระดูกสันหลังด้านใดด้านหนึ่งหดตัวอีกด้านหนึ่งคลายตัว  โดยเริ่มจากหัวไปหาง  และการพัดโบกไปมาของครีบเป็นรูปตัวเอส
iq185006.png
สัตว์จำพวกปลามีการปรับและพัฒนาโครงสร้างของร่างกายและอวัยวะที่ใช้ในการเคลื่อนที่เหมาะสมกับสภาพแวดล้อมที่อยู่อาศัย  ดังนี้
  • ปลาจะมีรูปร่างเพรียว  กลม  -  ยาว  หรือ  ยาว  -  แบน  เพื่อลดพื้นที่ในการปะทะ กับน้ำ
  • ปลาจะมีผิวเรียบ  มีเมือกลื่นมาเคลือบไว้  ลดแรงเสียดทานกับน้ำให้น้อยลง
  • มีครีบที่แบนบางเหมาะกับการพัดโบก  ทำให้ปลาเคลื่อนที่ได้  3  มิติ  คือ  เคลื่อนที่ ไปข้างหน้าหรือถอยหลัง  เลี้ยวขวาหรือเลี้ยวซ้าย และเคลื่อนที่ขึ้นลงในแนวดิ่งได้ ครีบปลาแต่ละประเภทมีหน้าที่แตกต่างกัน  ดังนี้
    • ครีบอก  (pectoral fin)  เป็นครีบคู่ที่พัดโบกอยู่ตลอดเวลา  ช่วยในการเคลื่อนที่ขึ้นลงในแนวดิ่ง  ช่วยในการเลี้ยวซ้ายขวาและหยุดการเคลื่อนที่
    • ครีบหลัง  (dorsal fin)  เป็นครีบเดี่ยวช่วยไม่ให้ปลาเอียงซ้ายเอียงขวาในขณะเคลื่อนที่
    • ครีบก้น  (anus fin)  เป็นครีบเดี่ยวที่ช่วยพยุงร่างกายไม่ให้ส่วนท้องพลิกหงายในขณะเคลื่อนที่
    • ครีบหาง  (caudal fin)  เป็นครีบเดี่ยวที่ทำหน้าที่พัดโบกให้ปลาเคลื่อนที่ไปข้างหน้า
  • ปลากระดูกแข็งจะมีถุงลมช่วยเก็บอากาศให้เบาลง
  • ปลามีสมองส่วนเซรีเบลลัมเจริญดี  ช่วยควบคุมการทรงตัวของปลา
pic15.png

ปลาโลมาและปลาวาฬ

     ปลาพวกนี้มีขนาดใหญ่กว่าปลาทั่วไป  ไม่มีครีบ  เคลื่อนที่โดยการตวัดหางซึ่งมีลักษณะเรียวเล็กกว่าส่วนลำตัว และหัวเป็นจังหวะขึ้นลงสลับกันแล้วใช้ครีบหน้าช่วยในการพยุงตัวทำให้เคลื่อนที่ไปข้างหน้าได้
iq185007.jpg

ปลาไหล

     ปลาไหลเป็นปลาที่อาศัยอยู่ในดินโคลนไม่มีรยางค์  (ครีบ)  ยื่นออกมาจากลำตัว  ตัวยาวค่อนข้างกลม ช่วยให้มีกล้ามเนื้อมากกว่าตัวแบนและลดแรงเสียดทานได้มากกว่า  ลักษณะการเคลื่อนที่คล้ายกับการเลื้อยของงูเป็นแบบตัวเอสทำให้เกิดแรงผลักดันตัวให้เคลื่อนที่ไปข้างหน้า
iq185008.jpg

ฉลามและปลากระเบน

     ปลาพวกนี้มีครีบแต่โบกไม่ได้  ไม่มีถุงลม เคลื่อนที่โดยใช้กล้ามเนื้อยึดติดสองข้างของกระดูกสันหลังแบบแอนาตาโกนิซึมทำให้ตัวปลาโค้งสลับไปมา  เคลื่อนที่อยู่ตลอดเวลามีครีบอกขนาดใหญ่ทำให้มีแรงพัดโบกให้ลอยตัวได้

สัตว์มีกระดูกสันหลังในน้ำบางชนิด

iq185009.png

สัตว์จำพวกปลา

  • พวกเต่า  แมวน้ำ  นกเพนกวิน  สิงโตทะเล  ฯลฯ  สัตว์เหล่านี้จะมีการเปลี่ยนแปลงรยางค์คู่หน้าหรือทั้ง  2  คู่  ให้มีลักษณะคล้ายใบพาย  ซึ่งเรียกว่า ฟลิปเปอร์  (flipper)  ช่วยในการโบกพัดร่วมกับส่วนอื่นของร่างกายทำให้เคลื่อนที่ไปในน้ำได้เป็นอย่างดี
  • พวกกบ  เป็ด  สัตว์พวกนี้มีการปรับโครงสร้างให้เหมาะสมเพื่อช่วยในการเคลื่อนที่ไปในน้ำ  โดยมีโครงสร้างที่มีลักษณะเป็นแผ่นผนังบางๆ  แทรกอยู่ระหว่างนิ้วเท้า  (ซึ่งเรียกว่า  web)  แผ่นหนังจะช่วยในการพัดโบกน้ำได้ทีละมากๆ การพัดโบกน้ำของแผ่นหนัง  ทำให้เกิดแรงในการเคลื่อนที่
iq185010.png

ข้อควรทราบ

การเคลื่อนที่ของคนและสัตว์บกทั่วไปเคลื่อนที่ได้  2  มิติ  คือ ขนานกับพื้นโลกและเลี้ยวซ้ายขวา แต่สัตว์ที่อยู่ในน้ำและในอากาศ  เช่น  นก  ปลา  แมลงเคลื่อนที่ได้  3  มิติ  คือสามารถเคลื่อนที่ในดิ่งได้ด้วย

 

การเคลื่อนที่ของสัตว์ที่มีกระดูกสันหลังที่อยู่บนบก

     สัตว์ที่มีกระดูกสันหลังที่อาศัยอยู่บนบก  จะมีโครงสร้างที่ใช้ในการเคลื่อนที่  คือ  แขน  ขา คล้ายคลึงกัน กลไกการเคลื่อนที่ก็อาศัยกล้ามเนื้อเช่นเดียวกันแต่สัตว์แต่ละชนิด จะมีการพัฒนาลักษณะโครงสร้างเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพ ในการเคลื่อนที่แตกต่างกันไป  เช่น
  • สัตว์ที่มีกระดูกสันหลังที่เคลื่อนที่โดยใช้เท้าทั้งสี่ เช่น  สุนัข  แมว  เสือ  ม้า  วัว  ควาย  กวาง  เป็นต้น  จะพบว่าช่วงความยาวและความสามารถในการโค้งงอของกระดูกถ้ามีกระดูกสันหลังที่ยาวจะโค้งงอกระดูกได้ดี  ทำให้ลำตัวแอ่นหรือโก่งได้มาก เป็นการเพิ่มระยะการเคลื่อนที่ พวกที่ใช้ฝ่าเท้าเคลื่อนที่จะเคลื่อนที่หรือเดินไม่ได้เร็วนัก  เช่น  กระต่าย  หมี  ส่วนพวกที่ใช้นิ้วเท้าสามารถเดินได้เร็วกว่า  เช่น  แมว  สุนัข  เสือ  และพวกที่ใช้กีบ  สามารถเคลื่อนที่หรือวิ่งได้เร็วที่สุด  เช่น  ม้า  กวาง
  • สัตว์ที่มีกระดูกสันหลังที่เคลื่อนที่โดยกระโดด  เช่น  กบ  กระต่าย  จิงโจ้  เป็นต้น  สัตว์พวกนี้จะมีกระดูกสันหลังสั้น  โครงกระดูดงอไม่ได้  จึงมีการเพิ่มช่วงการกระโดด  และเหยียดขาหลังออกไป
  • สัตว์ที่มีกระดูกสันหลังที่เคลื่อนที่แบบตัวเอส  (S)  ได้แก่  สัตว์เลื้อยคลาน  เช่น  จระเข้  จิ้งจก  จิ้งเหลน  งู  เป็นต้น  แบ่งออกเป็น  2  กลุ่ม
    • กลุ่มพวกไม่มีรยางค์  ได้แก่  พวกงู  มีการเคลื่อนที่โดยกล้ามเนื้อและกระดูกสันหลัง  เคลื่อนไปทางด้านข้างกลับไปกลับมา เป็นการสะบัดตัวเป็นคลื่นทำให้แรงดันตัวไปข้างหน้าได้
    • กลุ่มพวกที่มีรยางค์  ได้แก่  จิ้งจก  จิ้งเหลน  จระเข้  กิ้งก่า  เป็นต้น  เคลื่อนที่โดยการก้าวขาไม่พร้อมกันของขาคู่หน้าและคู่หลัง  ทำให้เกิดการเคลื่อนที่แบบตัวเอส  ขณะพักลำตัวจะติดกับพื้นพอเริ่มเดินจะกางขาออกยกตัวให้สูงขึ้น

การเคลื่อนที่ของนก

     นกสามารถบินได้ด้วยการอาศัยการทำงานของกล้ามเนื้อ  2  ชุด  ที่ยึดระหว่างกระดูกโคนปีกและกระดูกอก  ได้แก่  กล้ามเนื้อยกปีกและกล้ามเนื้อกดปีก กลไกการเคลื่อนที่ของนกประกอบด้วยกล้ามเนื้อยกปีกกับกล้ามเนื้อกดปีกซึ่งทำงานร่วมกันแบบสภาวะตรงกันข้าม  กล่าวคือ  เมื่อกล้ามเนื้อกดปีกคลายตัวกล้ามเนื้อยกปีกหดตัว  ปีกกระพือขึ้นและเมื่อกล้ามเนื้อกดปีกหดตัว  กล้ามเนื้อยกปีกคลายตัวปีกกระพือการทำงานของกล้ามเนื้อสภาวะตรงข้ามนี้ทำให้นกสามารถขยับปีกขึ้นลงได้  การขยับปีกกางออก  อากาศจะช่วยดันให้ลอยขึ้น เมื่อนกบินลงก็จะหุบปีกลดแรงดันของอากาศด้วย

iq185011.png
นกเป็นสัตว์ที่สามารถบินอยู่ในอากาศได้   นกมีการปรับเปลี่ยนโครงสร้างของขาคู่หน้าไปเป็นปีก  และยังมีการปรับโครงสร้างอื่น ๆ ของร่างกาย  เพื่อให้เหมาะสมสำหรับการยินโดยเฉพาะ  ดังนี้
  • นกมีรูปร่างเพรียวลม  ทำให้มีน้ำหนักไม่มาก
  • นกมีกระดูกที่กลวงหรือเป็นโพรง  ทำให้มีน้ำหนักน้อยหรือเบามาก
  • นกมีถุงลม  (air  sac)  ถุงลมเจริญดีมากอยู่ติดกับปอด    ยังแทรกเข้าไปในช่องว่างภายในโครงกระดูกหลายแห่ง  ถุงลมช่วยให้ตัวเบา และเก็บอากาศ หายใจเมื่อลอยนานๆ  และสูง
  • ปีกของนกมีพื้นที่กว้างเมื่อเทียบกับลำตัว  ทำให้ความกดดันของอากาศด้านล่าง สูงกว่าด้านบน  เมื่อเคลื่อนที่ผ่านกระแสอากาศช่วยให้พยุงตัวลอยอยู่ในอากาศได้
  • ขนของนกมีลักษณะบางและเบาช่วยในการอุ้มอากาศ  และมีการเรียงตัวชี้ไป ทางด้านหลัง  เพื่อลดแรงเสียดทานของอากาศ
  • มีหางช่วยในการทรงตัว
  • มีลำไส้ใหญ่สั้น  จึงกินไปถ่ายไปช่วยลดน้ำหนักตัว
  • มีสมองส่วนเซรีเบลลัมขนาดใหญ่  ช่วยควบคุมการทรงตัว  ทำให้นกเคลื่อนที่ได้ 3  มิติ
iq185012.jpg