วิทยาศาสตร์สู่ความเป็นเลิศ

ลำดับตอนที่ #10 : ระบบขับถ่ายของสัตว์

ระบบขับถ่ายของสัตว์

            การขับถ่ายของเสีย ในรูปของเหลว  ออกจากร่างกายเพื่อให้สิงมีชีวิตอยู่ได้เป็นการกำจัดสารที่ก่อให้เกิดอันตรายต่อร่างกายและเป็นการรักษาระดับสมดุลของของเหลวในร่างกาย

            1. Contractile   vacuoles:  คอนแทรกไทล์แวคิวโอล มี ลักษณะเป็นถุงบางๆใช้ในการขับนํ้าออกจากสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวในนํ้าจืดโดยที่นํ้ามากเกินปกติจะเข้าไปในแวคิวโอลตามช่องเล็กๆ  จำนวนมากที่อยู่รอบๆแวคิวโอล  เมื่อแวคิวโอลขยายเต็มที่จะเกิดหดตัวและมีแรงดันให้นํ้า พุ่งออกไปนอกเยื้อหุ้มเซลล์

            2.Nephrida or  nephridium: เนฟริเดีย  เป็นท่อขับถ่ายในหนอน   ใส้เดือน   ตัวอ่อนของแมลงต่างๆ  และสัตว์จำพวกมอลลัสก์  หลายชนิด เช่น  ทากหนอน ที่มีการพัฒนาการสูงขึ้นจะเก็บสะสมของเสียไว้ในช่องลำตัว  หนอนที่มีการพัฒนาน้อยและตัวอ่อน   ของพวกมอลลัสก์   จะมีส่วนที่เรียกว่า  โปรโทเนฟริเดียม  ของเสียในรูปของเหลวจะไหลเข้าไปในท่อกลวงของเฟลมเซลล์ซึ้งมีขนเส้นเล็กๆคล้ายซีเลียของเสียในเนฟริเดียมและโปรโทเนฟริเดียม   จะไหลออกทางช่องเล็กๆหรือรูขับถ่ายที่เรียกว่า  เนฟริดิโอพอร์

            3.Malpinghian  tubules: ท่อมัลพิเกียน  เป็นท่อยาวพบในสัตว์ไฟลัมอาร์โทรโพดาหลายชนิด    เช่น  แมลงท่อมัลพิเกียนจะดูดเก็บของเสียที่อยู่ในรูปสารละลายจากช่องเลือดกลางลำตัวและจะขับต่อไปยังทางเดินอาหาร
       

คอนแทรกไทล์แวคิวโอล (Contractile Vacuole) ของโปรโตซัว

            โปรโตซัวและสัตว์หลายเซลล์ชั้นต่ำบางชนิด ไม่มีอวัยวะทำหน้าที่ขับถ่ายของเสียที่เป็นของเหลว ของเสียดังกล่าวสามารถซึมผ่านผิวเซลล์ออกสู่น้ำที่อยู่นอกตัวมันได้โดยตรง

            อย่างไรก็ตาม มีเซลล์เดียวหลายชนิดที่มีโครงร่างในเซลล์เรียก คอนแทรกไทล์แวคิวโอล ทำหน้าที่สำหรับขจัดของเสียที่เป็นของเหลวจากเซลล์ โดยดูดของเหลวที่เป็นของเสียมาสะสมเอาไว้ และเมื่อมีปริมาณเพิ่มสูงขึ้นเรื่อยไปจนถึงขีดหนึ่ง จะบีบตัวขับของเหลวในแวคิวโอลออกสู่ภายนอกเซลล์ ดังนั้น คอนแทรกไทล์แวคิวโอล จึงทำหน้าที่กำจัดน้ำที่มีมากเกิน ต้องการออกนอกร่างกาย และบางส่วนของของเสียที่เกิดจากเมตาโปลิซึมของโปรตีนก็อาจขับออกทางนี้ได้ด้วย

            คอนแทรกไทล์แวคิวโอลพบมากในโปรโตซัวที่อยู่ในน้ำจืดซึ่งจำเป็นจะต้องขจัดน้ำที่ร่างกายดูดเข้ามาจากภายนอกโดยวิธีออสโมซิส เพื่อรักษาระดับความเข้มข้นของสารละลายภายในเซลล์ให้คงที่อยู่ได้ อัตราการบีบตัวของคอนแทรกไทล์แวคิวโอลขึ้นอยู่กับความดัสออสโมซิสของน้ำที่สัตว์นั้นอาศัยอยู่ กล่าวคือ อัตราการบีบตัวจะลดต่ำลง ถ้าความดันออสโมซิสของน้ำที่มันอาศัยอยู่เพิ่มขึ้น แต่จะเร็วขึ้นถ้าความดันออสโมซิสของน้ำลดลง

ระบบเฟลมเซลล์ (Flame Cells) ของหนอนและพยาธิตัวแบน

            เป็นระบบถ่ายระบบแรกที่มีท่อเป็นทางออก พบในสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังหลายเซลล์ พวกตัวพลานาเรีย พยาธิใบไม้และพยาธิตัวตืด ซึ่งเป็นสัตว์ขนาดเล็กมากไม่มีเส้นเลือดและไม่มีช่องว่างของลำตัวที่แท้จริง ระบบขับถ่ายนี้โดยทั่ว ๆ ไปประกอบไปด้วยหลอดที่มีกิ่งก้านสาขาอยู่ ๒ ข้าง ตลอดความยาวของลำตัว ในพลานาเมียซี่งเป็นหนอนตัวแบนที่หากินเป็นอิสระ อยู่ในน้ำจืดและดินชื้น ๆ หลอดเหล่านี้จะมาเปิดเป็นท่อมากมายที่บริเวณผิวของลำตัว

            ในพวกพยาธิใบไม้ หลอดเล็ก ๆ อาจมารวมกันเป็นถุงขนาดใหญ่ก่อนเปิดติดต่อกับภายนอก ส่วนสำคัญของระบบขับถ่ายแบบนี้ประกอบไปด้วยกลุ่มของเซลล์ที่ทำหน้าที่ขับถ่าย มีลักษณะคล้ายเป็นเบ้าเล็ก ๆ ยื่นออกมาจากข้างหลอดขับถ่ายมากมาย แต่ละอันก็จะมีเซลล์ ซึ่งมีช่องว่างอยู่ตอนกลาง ซึ่งในช่องว่างนี้มีขนยาว ๆ เรียก ซิเลีย (cilia) รวมกันอยู่เป็นกลุ่มยื่นเข้ามาในช่องว่างทำหน้าที่พัดโบกน้ำและของเสียจากเซลล์ขับถ่าย ซึ่งเรียก เฟลมเซลล์ เข้าสู่ช่องว่างตอนกลางซี่งติดต่อกับท่อขับถ่าย การพัดโบกของกลุ่มขนของเฟลมเซลล์นี้มีลักษณะคล้ายกับเปลวไฟที่ปลายเทียนไข จึงมักมีผู้เรียกเซลล์ขับถ่ายนี้ว่าเฟลมเซลล์เช่นเดียวกับคอนแทรกไทล์แวคคิวโอล เฟลมเซลล์ทำหน้าที่สำคัญในการรักษาระดับสมดุลของน้ำในร่างกาย เพราะส่วนใหญ่ของเสียซึ่งเป็นของเหลวที่เกิดจากเมตาโบลิซึมในสัตว์พวกนี้จะถูกขจัดออกไปกับช่องทางเดินอาหารซึ่งทำหน้าที่เป็นทางผ่านของเลือด และขับถ่ายของเสียได้ด้วย เราเรียกช่องว่างนี้ว่า ช่องว่างแกสโตรวาสคูลาร์ (Gastrovascular cavity) ซึ่งได้กล่าวไว้แล้วในเรื่องการหายใจ

ระบบเนฟริเดียของไส้เดือน

            ต่างกับระบบเฟลมเซลล์ เพราะระบบเฟลมเซลล์ยังไม่มีเส้นเลือดมา เกี่ยวข้องด้วยแต่ระบบเนฟริเดียมมีเส้นเลือดมาเกี่ยวข้อง ทำให้มีโอกาสได้แลกเปลี่ยนโดยตรงระหว่างเลือดและอวัยวะขับถ่าย

            ไส้เดือนดินมีลำตัวแบ่งเป็นปล้อง ๆ ภายในมีเยื่อบาง ๆ กั้นระหว่างปล้องทำให้แต่ละปล้องแยกออกจากกัน ในแต่ละปล้องจะมีอวัยวะขับถ่ายอยู่คู่หนึ่งเรียกว่า เนฟริเดีย (nephridia เอกพจน์ nephridium) อวัยวะขับถ่ายแต่ละข้างไม่ติดต่อกัน ต่างก็มีท่อเปิดสู่ภายนอกโดยตรง ปลายข้างหนึ่งของเนฟริเดียแต่ละอันเปิดอยู่ในช่องว่างของลำตัวที่ปลายเปิดนี้มีขนาดเล็กๆ อยู่โดยรอบและมีลักษณะเป็นปากเมตร เรียกว่า เนโฟรสโตม (nephrostome) จากนี้ก็จะมีท่อขดไปมา ตอนปลายท่อจะพองใหญ่ออกคล้ายถุง เรียกแบลดเดอร์ (bladder) ปลายของแบลดเดอร์เปิดออกสู่ภายนอกที่บริเวณซึ่งมีหลอดขดไป มามีเส้นเลือดฝอยแผ่อยู่เต็ม ของเสียจากช่องว่างของลำตัวเข้าสู่เนฟริเดีย ทางเนโฟรสโตมนอกจากนี้สารบางอย่างจะถูกดูดจากเส้นเลือดเข้าสู่หลอดขับถ่ายเล็ก ๆ ที่ขดไปมาด้วยและเชื่อกันว่าที่บริเวณนี้อาจสามารถดูดเอาสารบางอย่างจากหลอดขับถ่ายกลับเข้าสู่เลือดได้ด้วย การขับของเหลวออกสู่ภายนอกร่างกายส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับการบีบตัวของกล้ามเนื้อรอบผนังลำตัวในขณะที่ไส้เดือนเคลื่อนที่

ระบบขับถ่ายของพวกแมลง

            แม้ว่าสัตว์พวกแมลงกับไส้เดือนดินจะมีลักษณะสำคัญหลายอย่างคล้ายคลึงกัน เช่นมีลำตัวแบ่งออกเป็นปล้อง ๆ แต่แมลงก็มีลักษณะแตกต่างจากไส้เดือนดิน ที่สำคัญ คือ มีระบบเส้นเลือดเป็นวงจรเปิด ไม่มีเส้นเลือดฝอยซอกแซกไปตามอวัยวะต่าง ๆ เหมือนไส้เดือนดิน แต่แมลงและสัตว์ในไฟลัมอาร์โทรโปดา (Artropoda) ส่วนมากมีวิวัฒนาการระบบขับถ่ายขึ้นมาใหม่เพื่อให้เหมาะสมกับระบบเส้นเลือดที่เป็นวงจรเปิดโดยมีอวัยวะขับถ่ายที่เรียกว่า "มัลปิเกียน ทิวบูลล์" (mulpighian tubules) เป็นหลอดเล็กยาวยื่นออกมาจากบริเวณระหว่างลำไส้ส่วนกลางและลำไส้ส่วนท้าย หลอดเหล่านี้มีจำนวนแตกต่างกันในสัตว์แต่ละชนิดแต่ละหลอดเปิดมีปลายซึ่งอยู่ในช่องว่างของลำตัวทำหน้าที่เป็นทางผ่านของเลือด ปลายหลอดมัลปิเกียนนี้สามารถดูดของเสียจากเลือดซึมผ่านเข้าไปได้ ขณะที่ของเสียดูดผ่านมา เกลือแร่ต่าง ๆ และน้ำบางส่วนอาจถูกดูดกลับออกมาสู่ช่องว่างของลำตัวได้อีก แต่กรดยูริคซึ่งเป็นของเสียจากเมตาโบลิซึมของโปรตีนและละลายน้ำได้ยากจะตกตะกอนผ่านลงสู่ลำไส้ส่วนท้ายของไส้ตรง ที่บริเวณไส้ตรงนี้มีกลุ่มเซลล์ที่มีประสิทธิภาพในการดูดน้ำกลับคืนสู่ร่างกายได้อย่างยิ่ง กลุ่มเซลล์นี้จะดูดน้ำที่เหลือเข้าสู่ร่างกายเกือบหมดสิ้น ทำให้ทั้งปัสสาวะและอุจจาระของแมลงที่ขับออกมามีลักษณะเป็นก้อนแข็ง

ไต ระบบขับถ่ายของสัตว์ที่มีกระดูกสันหลัง

            ไตของสัตว์มีกระดูกสันหลังมีส่วนสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับเส้นเลือดฝอย ที่มาหล่อเลี้ยง เช่นเดียวกับระบบเนฟริเดียของสัตว์พวกไส้เดือน แต่เนื่องจากระบบเส้นเลือดของสัตว์ที่มีกระดูกสันหลังสามารถนำของเสียที่เป็นของเหลวมาให้อวัยวะขับถ่ายได้อย่างมีประสิทธิภาพ ดังนั้นจึงไม่จำเป็นต้องมีอวัยวะขับถ่ายกระจัดกระจายอยู่ทั่วร่างกายเหมือนอย่างไส้เดือนดิน ซึ่งเป็นกลุ่มของสัตว์พวกแรกที่มีระบบหมุนเวียนของโลหิตเป็นแบบวงจรปิดอวัยวะขับถ่ายย่อย ๆ ไว้ภายในมากมาย ในคน ไตอยู่ทางด้านท้ายของช่องท้อง

            หน่วยย่อยทำหน้าที่ขับถ่ายของไตแต่ละหน่วยเรียกว่า เนฟรอน (nephron) เนฟรอนแต่ละอันประกอบไปด้วยเยื่อบาง ๆ รูปถ้วย หุ้มกลุ่มเส้นเลือดเอาไว้ เรียกว่า บาวแมนแคปซูน (Bowman's capsule) หรือ รีนับแคปซูล (renal capsule) ต่อจากบาวแมนแคปซูลเป็นหลอดยาวขดไปขดมา ส่วนแรกเป็นหลอดขดไปมาเรียกว่าหลอดขดส่วนต้น (proximal convoluted tubule) ต่อจากส่วนนี้ไปเป็นห่วงเรียกว่าห่วงเฮนเล (Hanle'loop) และส่วนที่ขดไปขดมาส่วนสุดท้ายเรียกว่า หลอดขดส่วนสุดท้าย (distal convoluted tubule) ปลายของส่วนนี้เปิดร่วมกับเนฟรอนหน่วยอื่น เรียกหลอดร่วมนี้ว่าคอลเลกติง ทิวบลู (collecting tubule) หลอดร่วมเหล่านี้จะมารวมกับหลอดร่วมของเนฟรอนหน่วยอื่น ๆ อีกมากมายมาเปิดเข้าสู่ช่องว่างตรงส่วนตอนกลางของไต เรียกว่า เพลวิส (pelvis) จากเพลวิสจะมีท่อใหญ่นำปัสสาวะออกจากส่วนท้ายของไต เรียกว่า หลอดไต (ureter) นำปัสสาวะไปเปิดออกสู่กระเพาะปัสสาวะ ซึ่งมีลักษณะเป็นถุงบางใหญ่ทำหน้าที่เก็บปัสสาวะก่อนที่จะออกสู่ภายนอก