วิทยาศาสตร์สู่ความเป็นเลิศ

ลำดับตอนที่ #8 : ระบบลำเลียงสารของสัตว์

ระบบลำเลียงสารของสัตว์

วิธีการรับสารและขจัดสารในร่างกายของสัตว์กระทำได้ 2 วิธี คือ
            1.การแพร่ของสาร (diffusion) เป็นการเคลื่อนที่ของสารจากบริเวณที่มีความเข้มข้นของสารจากบริเวณที่มีความเข้มข้นของสารมากไปสู่บริเวณที่มีความเข้มข้นน้อย
            2.การลำเลียงสาร (transportation or circulation) เป็นการนำสารที่มีจำเป็นต่อการดำเนินชีวิตไปให้เซลล์ใช้ประโยชน์และนำสารที่เซลล์ไม่ต้องการออกจากร่างกาย

การลำเลียงสารในร่างกายของสัตว์ที่ไม่มีระบบหมุนเวียนเลือด

การลำเลียงสารในโพรทิสต์ (protis)
            อะมีบา (Ameba) และ พารามีเซียม (Paramecium) มีการแลกเปลี่ยนสารระหว่างเซลล์กับสิ่งแวดล้อม โดยกระบวนการแพร่และการไหลเวียนของไซโทพลาสซึมภายในเซลล์ (cyclosis) ทำให้สารอาหารเคลื่อนไหวไปโดยรอบๆเซลล์ เพื่อให้ทุกส่วนของเซลล์ได้รับสารอาหารได้ทั่วถึง ส่วนของเสียจะแพร่ผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ออกจากสิ่งแวดล้อม ถ้าเป็นน้ำจะถูกขับถ่ายโดย contractile vacuole

การลำเลียงสารในฟองน้ำ (sponge)
            ฟองน้ำเป็นสัตว์ที่ไม่มีเนื้อเยื่อ แต่มีเซลล์เรียงตัวกันอย่างหลวมๆ มีเซลล์ปลอกคอ (collar cell) ทำหน้าที่จับอาหารโดยใช้เท้าเทียมโอบล้อมอาหารแบบฟาโกไซโทซิส (phagocytosis) มีการลำเลียงอาหารโดยกระบวนการแพร่และกระบวนการแอกทีฟทรานสปอร์ต

การลำเลียงสารในไฮดรา (hydra)
            ไฮดรามีเนื้อเยื่อ 2 ชั้น คือ ชั้นนอก (ectoderm) และชั้นใน (endoderm) มีช่องว่างกลางลำตัว (gascovascular cavity) ทำหน้าที่เป็นทางเดินอาหาร และลำเลียงสารต่างๆ มีเนื้อเยื่อชั้นในทำหน้าที่ย่อยอาหาร เมื่อย่อยแล้วสารอาหารที่มีโมเลกุลขนาดเล็กก็จะแพร่ผ่านออกจากเซลล์ไปสู่ช่องว่างกลางลำตัว และจะถูกขับออกไปนอกลำตัวทางช่องปาก การแลกเปลี่ยนก๊าซของไฮดราสามารถแลกเปลี่ยนกับสิ่งแวดล้อม ได้โดยตรง เพราะเซลล์เกือบทุกเซลล์สัมผัสกับสิ่งแวดล้อมได้

การลำเลียงสารในพลานาเรีย (planaria)
            พลานาเรียเมื่อกินอาหารเข้าไป อาหารจะเข้าทางปากแล้วผ่านไปยังทางเดินอาหารที่แตกแขนงไปทั่วร่างกาย เซลล์จะสร้างน้ำย่อยมาย่อย อาหาร อาหารที่ย่อยแล้วจะแพร่เข้าสู่เซลล์ที่ผิวของทางเดินอาหารที่แทรกอยู่ทั่วไป หรือใช้กระบวนการ active transport ก็ได้

การลำเลียงสารในร่างกายของสัตว์ที่มีระบบหมุนเวียนเลือด
ระบบหมุนเวียน เลือด(circulatory system) แบ่งออกเป็น 2 ระบบ คือ

            ระบบหมุนเวียนเลือดแบบวงจรปิด (closed circulatory system) หมายถึง ระบบเลือดที่มีเลือด ไหลเวียนอยู่ภายในท่อของเส้นเลือดและหัวใจตลอด โดยที่เลือดจะมีทิศทางการไหลออกจากหัวใจไปตาม เส้นเลือดและหัวใจตลอด โดยที่เลือดจะมีทิศทางการไหลออกจากหัวใจไปตามเส้นเลือดชนิดต่างๆ และไหลกลับเข้าสู่หัวใจอีกเป็นวงจรต่อเนื่องกันไป พบในสัตว์พวกแอนนีลิด (annelid) เป็นพวกแรก และ พบในสัตว์มีกระดูกสันหลัง (vertebrate)ทุกชนิด

ประโยชน์ของระบบหมุนเวียนเลือดแบบวงจรปิด

o        ทำให้เลือดสูบฉีดไปสู่อวัยวะหรือเนื้อเยื่อได้ทั่วร่างกาย

o        สามารถควบคุมปริมาณของเลือดที่สูบฉีดไปสู่อวัยวะแต่ละอวัยวะหรือเนื้อเยื่อได้ โดยการปรับขนาด การขยายตัวหรือหดตัวของเส้นเลือดต่างๆ

o        เลือดที่ไหลกลับเข้าสู่หัวใจได้อย่างรวดเร็วและสม่ำเสมอ

o        ปริมาตรของเลือดคงที่

o        สามารถควบคุมความดันของเลือดได้

      ระบบหมุนเวียนเลือดแบบวงจรเปิด (open circulatory system) หมายถึง ระบบเลือด ที่เลือดไหลออกจากหัวใจแล้วไม่ได้ไหลเวียนอยู่เฉพาะภายในเส้นเลือด แต่จะไหลผ่านช่องว่างของลำตัว และที่ว่างระหว่างอวัยวะต่างๆภายในร่างกาย แล้วไหลกลับเข้าสู่เส้นเลือดและเข้าสู่หัวใจต่อไป
เลือดและน้ำเหลืองจะปะปนกันและมีส่วนประกอบเหมือนกัน เรียกว่า ฮีโมลิมฟ์ (hemolymph) และเรียกช่องว่างระหว่างเนื้อเยื่อที่เป็นทางผ่านของฮีโมลิมผ์ว่า ฮีโมซิล (hemocoel) พบในสัตว์ พวกอาร์โทรพอดและสัตว์พวกมอลลัสก์บางชนิด

• การลำเลียงสารในสัตว์พวกแอนนีลิด (annelid)
  ไส้เดือนดินเป็นสัตว์พวกแกรที่มีระบบหมุนเวียนเลือดแบบวงจรปิด ซึ่งประกอบด้วยส่วนต่างๆดังนี้ 

1.      หัวใจเทียม (pseudoheart) เป็นห่วงเส้นเลือดที่พองออกและโดบรอบหลอดอาหาร 5 ห่วง หัวใจทั้ง 5 ห่วงจะเชื่อมต่อกับเส้นเลือดด้านบนและด้านล่าง

2.      เส้นเลือด (blood vessel) แบ่งตามหน้าที่ได้เป็น 3 ชนิด คือ

§         เส้นเลือดด้านบนของลำตัว (dorsal blood vessel) ทำหน้าที่นำเลือดกลับเข้าสู่หัวใน

§         เส้นเลือดด้านล่างของลำตัว (ventral blood vessel) ทำหน้าที่รับเลือดจากหัวใจไปเลี้ยง ส่วนต่างๆของร่างกาย

§         เส้นเลือดฝอย (carpillary) มีผนังบางมากกระจายอยู่ทั่วไปของร่างกาย ทำหน้าที่แลกเปลี่ยน สารที่อยู่ภายในเลือดกับเซลล์

§         เลือด (blood) มีสีแดง เพราะมีฮีโมโกลบินที่มีธาตุเหล็กเป็นองค์ประกอบ 

• การลำเลียงสารในแมลง
  แมลงมีระบบหมุนเวีนเลือดแบบวงจรเปิด ซึ่งประกอบด้วยส่วนต่างๆดังนี้

1.      หัวใจ (heart) เป็นส่วนของเส้นเลือด มีลักษณะโป่งออกเป็นตอนๆ มีรูเล็กๆ หัวใจทำ หน้าที่สูบฉีดเลือดไปทางด้านหัวไปสู่เนื้อเยื่อต่างๆ ซึ่งมีลิ้นคอยปิดเปิดอยู่ด้วย เรียกรูนี้ว่า ออสเทีย (oistia) ทำหน้าที่รับเลือดจากส่วนต่างๆในลำตัวไหลเข้าสู่หัวใจ และลิ้นภายในออสเทียกั้นมิให้เลือดไหลออกจาก หัวใจ

2.      เลือด (hemolymph) เลือดของแมลงไม่มีสีหรือมีสีฟ้าอ่อนๆ เพราะไม่มีฮีโมโกลบิน มีแต่ ฮีโมไซยานิน (hemocyanin) ที่มีทองแดง (Cu) เป็นองค์ประกอบ

3.      เส้นเลือด (blood vessel) มีอยู่เส้นเดียวเหนือทางเดินอาหาร ไม่มีเส้นเลือดฝอย ทำหน้าที่รับเลือดออกจากร่างกาย

4.      ช่องว่างภายในลำตัว (hemoceol) ทำหน้าที่รับเลือดจากเส้นเลือด เพื่อลำเลียงสารไปสู่ส่วนต่างๆของร่างกาย และเป็นแหล่งแลกเปลี่ยนก๊าซ

แมลงมีท่อลม (trachial system) ทำหน้าที่ลำเลียงก๊าซไปยังส่วนต่างๆของร่างกาย

ลักษณะระบบหมุนเวียนเลือดของแมลงมีข้อดี คือ เลือดสามารถสัมผัสกับเนื้อเยื่อโดยตรง ทำให้แมลงสามารถอยู่ได้ในสภาวะแห้งแล้ง เพราะอวัยวะภายในยังคงทำงานได้ตามปกติ เนื่องจากอวัยวะเหล่านั้นลอยอยู่ในของเหลวภายในลำตัว

• การลำเลียงสารในสัตว์พวกปลา
  ปลามีระบบหมุนเวียนเลือดแบบวงจรปิด ซึ่งประกอบด้วย

1.      หัวใจ (heart) มี 2 ห้อง คือ

§         หัวใจห้องบน (atrium) ทำหน้าที่รับเลือดที่มีก๊าซออกซิเจนต่ำจากร่างกาย แล้วเข้าสู่หัวใจห้องล่าง

§         หัวใจห้องล่าง (ventricle) ทำหน้าที่สูบฉีดเลือดที่มีก๊าซออกซิเจนต่ำไปยังเหงือก

2.      เหงือก (gill) ทำหน้าที่และเปลี่ยนก๊าซออกซิเจนในน้ำกับเลือด เลือดที่ผ่านเหงือก จะมีก๊าซออกซิเจนสูง แล้วส่งเลือดที่มีก๊าซออกซิเจนสูงไปเลี้ยงร่างกาย

3.      เส้นเลือด (blood vessel) ทำหน้าที่นำเลือดเข้าและออกจากเหงือก และแลกเปลี่ยนสารและก๊าซทางเส้นเลือดฝอย

• การลำเลียงสารในสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำ
  สัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำมีระบบหมุนเวียนเลือดแบบวงจรปิดที่มีวิวัฒนาการเพิ่มมากขึ้น ซึ่งประกอบด้วย ส่วนต่างๆดังนี้

1.      หัวใจ (heart) มี 3 ห้อง คือ

§         หัวใจห้องบน (right atrium) ทำหน้าที่รับเลือดที่ใช้แล้วจากร่างกายซึ่งมีออกซิเจนต่ำ ส่งไปยังหัวใจห้องล่าง

§         หัวใจห้องบนซ้าย (left atrium) ทำหน้าที่รับเลือดที่มีออกซิเจนสูงจากปอดและผิวหนัง ส่งไปยังหัวใจห้องล่าง เพื่อไปเลี้ยงร่างกายต่อไป

§         หัวใจห้องล่าง (ventricle) มี 1ห้อง ทำหน้าที่ส่งเลือดทั้งที่มีออกซิเจนสูงและออกซิเจนต่ำ ดังนั้นเลือดทั้ง 2 ชนิดจึงปะปนกันบ้าง การทำงานของหัวใจห้องล่างเป็นดังนี้

§         รับเลือดจากหัวใจห้องบนขวาที่มีออกซิเจนต่ำ แล้วส่งเลือดที่มีออกซิเจนต่ำไปสู่ผิวหนัง และปอดเพื่อและเปลี่ยนก๊าซ

§         รับเลือดจากหัวใจห้องบนซ้ายที่มีออกซิเจนสูง แล้วส่งเลือดที่มีออกซิเจนสูงไปเลี้ยงร่างกาย

2.      เลือด (blood) มีสีแดง

3.      เส้นเลือด (blood vessel) มี 3 ชนิด คือ

§         เส้นเลือดอาร์เทอรี (artery) ทำหน้าที่ลำเลียงสารไปเลี้ยร่างกาย

§         เส้นเลือดเวน (vein) ทำหน้าที่รับเลือดที่ร่างกายใช้แล้วกลับเข้าสู่หัวใจ

§         เส้นเลือดฝอย (carpillary) ทำหน้าที่แลกเปลี่ยนสารระหว่างเลือดกับเนื้อเยื่อ หรือเซลล์ของร่างกาย

4.      ปอด (lung) ทำหน้าที่แลกเปลี่ยนก๊าซ

5.      ผิวหนัง (skin) ทำหน้าที่แลกเปลี่ยนก๊าซเช่นเดียวกับปอด

• การลำเลียงสารในสัตว์เลื้อยคลาน
  สัตว์เลื้อยคลานมีระบบหมุนเวียนเลือดแบบวงจรปิดที่มีวิวัฒนาการเพิ่มขึ้นมาจากสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำ ซึ่งประกอบด้วยส่วนต่างๆดังนี้

1.      หัวใจ (heart) มี 3 ห้อง หรือ 4 ห้องไม่สมบูรณ์ (ยกเว้นจระเข้มี 4 ห้องสมบูรณ์) ห้องบนมี 2 ห้อง และห้องล่างมี 1 ห้อง มีผนังกันไม่สมบูรณ์

2.      เส้นเลือด (blood vessel)

3.      เลือด (blood)

4.      ปอด (lung) ทำหน้าที่แลกเปลี่ยนก๊าซตลอดชีวิต

การหมุนเวียนเลือดของสัตว์เลื้อยคลานคล้ายคลึงกับสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำแต่เลือดที่มีออกซิเจน ต่ำและเลือดที่มีออกซิเจนสูงจะผ่านหัวใจห้องล่างที่มีฝากั้นห้องแบ่งไม่สมบูรณ์ จึงทำให้ปะปนกัน

• การลำเลียงสารในสัตว์พวกนกและสัตว์เลี้ยงลูกด้วยน้ำนม
  สัตว์พวกนกและสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมมีหัวใจ 4 ห้องสมบูรณ์ คือ ห้องบน 2 ห้อง และ ห้องล่าง 2 ห้อง ซึ่งนับว่ามีวิวัฒนาการสูงสุด มีประสิทธิภาพในการทำงานสูง เพราะสามารถแยกเลือดที่มีออกซิเจนต่ำ และเลือดที่มีออกซิเจนสูงออกจากกันโดยเด็ดขาด