การเคล อนท ของส ตว ท ม กระด กส นหล ง

การเคลื่อนที่ของสิ่งมีชิวิต เป็นลักษณะโดดเด่นของสิ่งมีชีวิตในอาณาจักร์สัตว์ ที่ทำให้เผ่าพันธุ์อยู่รอดมาถึงทุกวันนี้ การเคลื่อนที่ส่งผลให้เกิดพฤติกรรมการหาอาหาร การล่า การหนี และการผสมพันธุ์ ซึ่งเป็นพฤติกรรมพฤติกรรมสำหรับการดำรงชีวิตและเจริญเติบโต

การเคลื่อนที่ของสิ่งมีชีวิต แต่ละชนิดแตกต่างกันออกไป ตามโครงสร้างทางสรีรวิทยาและวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิต ไม่ว่าจะเป็นการเคลื่อนที่เข้าหาสิ่งเร้า (Stimuli) เพื่อตอบสนองต่อปัจจัยที่จำเป็นต่อการดำรงชีวิต เช่น แหล่งอาหาร แหล่งน้ำ แหล่งที่อยู่อาศัย แหล่งสืบพันธุ์ และการเคลื่อนที่ออกห่างเพื่อหลีกหนีภัยอันตราย เช่น ศัตรูตามธรรมชาติ สารเคมี และความร้อน เป็นต้น

การเคลื่อนที่ของสิ่งมีชีวิต สามารถจำแนกออกเป็น 4 กลุ่ม ตามโครงสร้างทางสรีรวิทยาของสิ่งมีชีวิต ดังนี้

การเคลื่อนที่ของสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียว

สิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวและสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ในอาณาจักรโพรทิสตา (Kingdom Protista) คือ สิ่งมีชีวิตขนาดเล็กที่ไม่มีระบบเนื้อเยื่อและโครงกระดูกเหมือนสัตว์ชั้นสูงชนิดอื่น ๆ ดังนั้น การเคลื่อนไหวที่เกิดขึ้นจึงจำเป็นต้องอาศัยโครงร่างค้ำจุนภายในเซลล์ที่เรียกว่า “ไซโทสเกเลตอน” (Cytoskeleton) ซึ่งประกอบด้วยเส้นใยโปรตีนจำนวนมาก เช่น ไมโครฟิลาเมนท์ (Microfilament) ที่ประกอบขึ้นจากโปรตีน 2 ชนิด ได้แก่ แอคติน (Actin) และไมโอซิน (Myosin) ทำหน้าที่คงรูปร่างไปพร้อมกับการกำหนดลักษณะการเคลื่อนไหว

การเคลื่อนที่ของสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียว มี 2 ลักษณะ คือ

• การเคลื่อนไหวโดยอาศัยการไหลของไซโทพลาซึม หมายถึง ส่วนของโพรโทพลาซึมภายในเซลล์ทั้งหมด ทำให้เกิดการเคลื่อนไหวโดยอาศัยการยืดหดส่วนของไซโทพลาซึมออกนอกเซลล์หรือที่เรียกว่า “เท้าเทียม” (Pseudopodium) ในราเมือกและอะมีบา ซึ่งการไหลของไซโทพลาซึมนี้ เกิดขึ้นจากการไหลไปมาของเอกโทพลาซึม (Ectoplasm) หรือไซโทพลาซึมชั้นนอกที่มีลักษณะเป็นสารกึ่งแข็งกึ่งเหลว (Gel) และเอนโดพลาซึม (Endoplasm) หรือไซโทพลาซึมชั้นในที่มีลักษณะคล้ายของเหลว (Sol) ภายในเซลล์ ซึ่งสามารถดันเยื่อหุ้มเซลล์ให้โป่งออก กลายเป็นเท้าเทียมสำหรับการเคลื่อนไหว
• การเคลื่อนไหวโดยอาศัยการโบกสะบัดของแฟลเจลลัม (Flagellum) และซีเลีย (Cilia) หมายถึง การอาศัยโครงสร้างขนาดเล็กที่มีลักษณะคล้ายหนวดหรือขน ยื่นออกมาจากเซลล์ทำหน้าที่โบกสะบัดและพาร่างกายเคลื่อนที่ ซึ่งแฟลเจลลัมมักพบในสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวบางชนิด เช่น ยูกลีน่า และวอลวอกซ์ มีจำนวนไม่มากราว 1-2 เส้น ในขณะที่ซิเลียมีลักษณะคล้ายขนจำนวนมาก มักพบในเซลล์ของพืชหรือสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียว เช่น พารามีเซียม และพลานาเรีย

การเคลื่อนที่ของสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง มีลักษณะแตกต่างกันออกไปตามปัจจัยการดำรงชีวิตและสภาพแวดล้อม เช่น

• การเคลื่อนที่ของไส้เดือน : อาศัยการยืดหดของกล้ามเนื้อ 2 ชุด คือ กล้ามเนื้อวงกลมรอบตัว (Circular Muscle) ที่อยู่ทางด้านนอกและกล้ามเนื้อตามยาว (Longitudinal Muscle) ตลอดลำตัวทางด้านใน รวมถึงเดือย (Setae) ซึ่งเป็นโครงสร้างขนาดเล็กที่ยื่นออกจากลำตัวรอบปล้องช่วยในการเคลื่อนที่
• การเคลื่อนที่ของแมงกะพรุน : อาศัยการหดตัวของเนื้อเยื่อ 2 ชั้นและของเหลวภายในที่เรียกว่า “มีโซเกลีย” (Mesoglea) ซึ่งแทรกอยู่ระหว่างเนื้อเยื่อชั้นนอกและเนื้อเยื่อชั้นในบริเวณขอบกระดิ่งและผนังลำตัว ทำให้เกิดการพ่นน้ำออกมาทางด้านล่าง ซึ่งส่งผลให้ส่วนของลำตัวสามารถพุ่งทะยานไปข้างหน้าในทิศทางตรงข้ามเป็นจังหวะ
• การเคลื่อนที่ของดาวทะเล : อาศัยระบบท่อน้ำหรือการหมุนเวียนของน้ำภายในร่างกาย ซึ่งส่งแรงดันไปยังส่วนที่เรียกว่า “ท่อขา” หรือ “ทิวบ์ฟีต” (Tube Feet) ทำให้เกิดการยืดขยายหรือหดสั้นของกล้ามเนื้อบริเวณดังกล่าว ซึ่งนำไปสู่การเคลื่อนที่ของทิวบ์ฟิตรอบตัวของดาวทะเลอย่างต่อเนื่อง รวมไปถึงบริเวณปลายสุดของทิวบ์ฟิตที่ยังมีลักษณะคล้ายแผ่นดูด ช่วยให้ดาวทะเลสามารถยึดเกาะกับพื้นผิวระหว่างการเคลื่อนที่ได้อย่างมีประสิทธิภาพอีกด้วย

• การเคลื่อนที่ของแมลง : อาศัยการทำงานในสภาวะตรงกันข้าม (Antagonism) ของกล้ามเนื้อบริเวณขาและข้อต่อ 2 ชุด คือ กล้ามเนื้อเฟลกเซอร์ (Flexor Muscle) และกล้ามเนื้อเอกซ์เทนเซอร์ (Extensor Muscle) ซึ่งสามารถเหยียดยืดออกและหดกลับทำให้แมลงสามารถเคลื่อนที่โดยการกระโดด รวมถึงกล้ามเนื้ออีก 2 ชุดบริเวณปีก คือ กล้ามเนื้อยึดเปลือกหุ้มส่วนอกและกล้ามเนื้อตามยาวบริเวณปีกที่ส่งผลให้แมลงสามารถบินไปมาในอากาศได้นั่นเอง

การเคลื่อนที่ของสัตว์มีกระดูกสันหลัง สัตว์มีกระดูกสันหลังทุกชนิดมีระบบโครงกระดูกที่ทำหน้าที่เป็นทั้งโครงร่างค้ำจุนร่างกายและช่วยส่งเสริมการเคลื่อนที่ ซึ่งสัตว์มีกระดูกสันหลังทั้งที่อาศัยอยู่ในน้ำและบนบก ต่างมีลักษณะการเคลื่อนไหวที่แตกต่างกันออกไปตามปัจจัยการดำรงชีวิตและสภาพแวดล้อมของตนเช่นเดียวกัน

การเคลื่อนไหวโดยอาศัยการไหลเวียนของไซโตพลาสซึม (cyclosis)

• การเคลื่อนไหวโดยใช้ แฟลกเจลลัม (flagellum) หรือ ซีเลีย (cilia)

1. การเคลื่อนไหวโดยอาศัยการไหลเวียนของไซโตพลาสซึม (cyclosis) พบใน

1. เซลล์อะมีบา (amoeba)
2. เซลล์อื่นๆที่คล้ายอะมีบา เช่น เซลล์เม็ดเลือดขาว บิดมีตัวในลำไส้คน
3. เซลล์พืช เช่น เซลล์สาหร่ายหางกระรอก ราเมือก (slime mold )

การเคลื่อนไหวโดยอาศัยการไหลเวียนของไซโตพลาสซึม (cyclosis) เกิดจาก การหดตัวและคลายตัวของไมโครฟิลาเมนท์(microfilament) ซึ่งอยู่ไซโทพลาสซึม(microfilament = โปรตีน actin+ โปรตีน myosin มีการเลื่อนผ่านเข้าหากัน ทำให้เกิดการหดและคลายตัว )

1. การเคลื่อนไหวของอะมีบา (amoeboid movement)

ไมโครฟิลาเมนต์ หดและคลายตัว ( actin+ myosin เลื่อนเข้าหากัน) ไซโทพลาสซึมไหลไปในทิศทางที่ต้องการดันเยื้อหุ้มเซลล์ให้โป่งออกคล้ายเท้าเทียมยื่นออกมา เรียกว่า เท้าเทียม หรือ pseudopodium ไซโทพลาสซึมไหลไปในทิศทางที่ต้องการ เกิดการเคลื่อนที่ เรียกว่าการเคลื่อนที่แบบอะมีบา(amoeboid movement)

2. การเคลื่อนไหวโดยใช้แฟลกเจลลัม หรือ ซิเลีย

• เป็นโครงสร้างเล็กๆที่ยื่นออกมาจากเซลล์
• สามารถโบกพัดทำให้สิ่งมีชีวิตมีการเคลื่อนที่ได้

ซิเลีย(cilia)

• เส้นเล็กๆ คล้ายขน มีจำนวนมาก
• พบใน พารามีเซียม พลานาเรีย วอร์ติเซลลา สเตนเตอร์

เซลล์ที่เยื้อบุหลอดลมและที่ท่อนำไข่ของคน

แฟลกเจลลัม (flagellum)

• เส้นยาวๆ คล้ายแส้ พบเพียง 1-2 เส้น
• พบใน ยูกลีนา โวลวอค (volvox) และส่วนหางของสเปิร์ม ในมอส ลิเวอร์เวิร์ตและสัตว์ต่างๆ

การเคลื่อนไหวของสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง

ใช้กล้ามเนื้อกับโครงสร้างพิเศษช่วยในการเคลื่อนที่

ตัวอย่างการเคลื่อนไหวของสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง

1. ไส้เดือนดิน (earth worm)

- Phylum Annelida

- ลำตัวมีลักษณะเป็นปล้อง

- แต่ละปล้องมีโครงสร้างพิเศษ เรียก เดือย (setae) ยื่นออกมาจากด้านข้างของลำตัว

การเคลื่อนไหวของไส้เดือนดินเกิดจาก

1. การทำงานร่วมกันของกล้ามเนื้อวง (circular muscle) และกล้ามเนื้อตามยาว

หากกล้ามเนื้อวงหดตัว กล้ามเนื้อตามยาวจะคลายตัวหากกล้ามเนื้อวงคลายตัว กล้ามเนื้อตามยาวจะคลายตัว**กล้ามเนื้อทั้ง 2 ชุดจะทำงานในสภาวะตรงข้าม เรียกการทำงานแบบสภาวะตรงข้ามว่า (antagonism)

2. เดือยเล็กๆ ข้างลำตัว จะช่วยบังคับทิศทางในการเคลื่อนไหว

2. พลานาเรีย (planaria)

-Phylum Platyhelminthes

-ภาวะปกติลอยที่ผิวน้ำ จะใช้ซิเลีย (cilia)

-คืบคลานบนวัตถุใต้น้ำ โดยอาศัยกล้ามเนื้อ 3 ชุดคือ

1. กล้ามเนื้อวง (circular muscle)

2. กล้ามเนื้อตามยาว (longitudinal muscle)

3. กล้ามเนื้อบน-ล่าง (dorsoventral muscle)

• กล้ามเนื้อวงและกล้ามเนื้อตามยาวของพลานาเรีย เท่านั้นที่จะทำงานร่วมกันแบบสภาวะตรงข้าม (antagonism)
• กล้ามเนื้อบน-ล่าง หดตัวจะทำให้พลานาเรียแบนพลิ้วไปในน้ำได้

3. แมงกะพรุน (jelly fish)

-Phylum Coelenterata

-การหดตัวของเนื้อเยื่อบริเวณขอบกระดิ่ง และเนื้อเยื่อบริเวณผนังลำตัว เกิดการเคลื่อนที่

-ลำตัวจะมีการเคลื่อนที่ตรงข้ามกับน้ำที่พ่น(อาศัยแรงดันน้ำในการเคลื่อนที่ hydrostatic

4. ไฮดรา (hydra)

-Phylum Coelenterata

-ส่วนใหญ่จะเกาะอยู่กับที่ (sessile animals)

-อาจเคลื่อนที่โดยการ คืบคลาน ว่ายน้ำหรือแบบตีลังกา

5. หมึก (squid)

-Phylum Mollusca

-เคลื่อนที่โดยการหดตัวของกล้ามเนื้อ และพ่นน้ำออกทางท่อไซฟอน (อวัยวะเคลื่อนที่)

-ลำตัวเคลื่อนที่ไปในทิศทางตรงข้ามกับน้ำที่พ่นออก

-ครีบช่วยเคลื่อนที่โดยการกระพือน้ำ(อาศัยแรงดันน้ำหรือ hydrostatic pressure)

5. ดาวทะเล (starfish)

- Phylum Echinodermata

- เคลื่อนที่โดยอาศัยกล้ามเนื้อที่ทิวบ์ฟีต (tube feet) ซึ่งอยู่ด้านล่างของลำตัวและระบบหมุนเวียนของน้ำในร่างกาย

- อาศัยแรงดันน้ำในการเคลื่อนที่ hydrostatic pressure

6. แมลง (insect)

- Phylum Arthropoda

- กล้ามเนื้อที่ยึดเปลือกหุ้มส่วนอก และกล้ามเนื้อตามยาวที่ยึดกับปีก จะมีการทำงานแบบสภาวะตรงข้ามกัน (antagonism)

• ขณะที่แมลงขยับปีกขึ้น

- กล้ามเนื้อที่ยึดเปลือกหุ้มส่วนอกจะหดตัว (antagonism)

- กล้ามเนื้อตามยาวจะคลายตัว

• ขณะที่แมลงกดปีกลง

- กล้ามเนื้อที่ยึดเปลือกส่วนอกจะคลายตัว

- กล้ามเนื้อตามยาวจะหดตัว

การเคลื่อนที่ของสัตว์ที่มีกระดูกสันหลัง

- Phylum chordata เช่น นก แมว ปลา จระเข้

- มีโครงร่างแข็งอยู่ภายในร่างกาย (endoskeleton)

- เกิดจากการทำงานของระบบประสาทกับกล้ามเนื้อ รวมทั้งการทำงานที่สัมพันธ์กันระหว่างกล้ามเนื้อ กระดูกและข้อต่ออีกด้วย

- การเต้นของหัวใจ การทำงานของปอด การบีบตัวของลำไส้ เป็นการเคลื่อนไหวของอวัยวะภายในของร่างกาย

โครงสร้างที่ใช้ในการเคลื่อนที่ของคน

1.1 กระดูกแกน (axial skeleton) ปกด.

- กระดูกกะโหลก (skull)

เป็นที่อยู่ของสมอง

- กระดูกกะโหลกและกระดูกย่อยหลายชิ้นเชื่อมติดกัน

- กระดุกสันหลัง (vertebral column)

ช่วยค้ำจุนและรองรับน้ำหนัก

กระดูกแต่ละข้อเชื่อมต่อด้วยกล้ามเนื้อและเอ็น

- กระดูกซี่โครง (rib)

มีหน้าที่ป้องกันอันตรายให้กับหัวใจ ปอด และอวัยวะภายในต่างๆ

มีกล้ามเนื้อ 2 ชุดยึดติดระหว่างด้านนอกและด้านใน ซึ่งการหดและคลายตัวของกล้ามเนื้อทั้งสองจะช่วยในการหายใจ

หมอนรองกระดูก อยู่ระหว่างกระดูกสันหลังแต่ละข้อหมอนรองกระดูกมีหน้าที่รองและเชื่อมกระดูกสันหลังเพื่อป้องกันการเสียดสีถ้าเสื่อม จะไม่สามารถบิดตัวได้

2. ข้อต่อ (joint)

จุดหรือบริเวณที่กระดูกตั้งแต่ 2 หรือมากกว่า 2 ชิ้นขึ้นไปมาต่อกัน โดยส่วนของกระดูที่มาประกบกันนั้นเป็นกระดูกอ่อนแบ่งเป็น 2 ชนิดคือ

2.1 ข้อต่อที่เคลื่อนไหวไม่ได้ ได้แก่ข้อต่อกระดูกกะโหลกศีรษะ ซึ่งเรียกว่า suture

2.2 ข้อต่อที่เคลื่อนไหวได้ แบ่งเป็น

2.2.1 ข้อต่อแบบสไลด์ (gliding joint)

- เคลื่อนไหวได้เล็กน้อย คล้ายงูเลื้อย

- ข้อต่อกระดูกข้อมือ ข้อต่อกระดูกสันหลัง

2.2.2 ข้อต่อแบบบานพับ (hinge joint)

- เคลื่อนไหวได้ทิศทางเดียวคล้ายบานพับ

- ข้อศอก ข้อต่อบริเวณหัวเข่า ข้อต่อของนิ้วมือต่างๆ

2.2.3 ข้อต่อแบบเดือย (pivot joint)

- ข้อต่อที่ทำให้ กระดูกชิ้นหนึ่งเคลื่อนที่ไปรอบๆแกนกระดูกอีกชิ้นหนึ่ง

- ข้อต่อระหว่างกะโหลกศีรษะและกระดูกสันหลังสวนคอชิ้นแรก ทำให้ศีรษะหมุนไปมาได้

2.2.4 ข้อต่อแบบลูกกลมในเบ้ากระดูก (ball and socket joint)

- ข้อต่อมีลักษณะกลม (ball) อยู่ภายในแอ่ง (socket)

- ข้อต่อมีการเคลื่อนไหวได้หลายทิศทางและคล่องมาก (แกว่งได้)

- หัวของกระดูกต้นแขนกับกระดูกสะบัก หัวของกระดูกต้นขากับกระดูกเชิงกราน

*** แต่ละข้อต่อจะมีกระดูกอ่อนและน้ำไขข้ออยู่ (กระดูกอ่อนที่ไขสันหลังเรียกหมอนรองกระดูก หากกระดูกอ่อนสึกกร่อน น้ำไขข้อลดลงจะทำให้ข้ออักเสบ เช่น ข่อเข่าเสื่อม ข่อสะโพกเสื่อม เป็นต้น)

3. เอ็น มีหน้าที่

- ยึดกระดูกและกล้ามเนื้อให้การยึดเกาะเหนียวแน่น แข็งแรง

- เกิดการเคลื่อนที่อย่างมีประสิทธิภาพ

- ป้องกันการสะเทือนได้ดี

แบ่งเป็น

1. เอ็นยึดกระดูก หรือ เทนดอน (tendon) ยึดกล้ามเนื้อให้ติดกับกระดูก

2. เอ็นยึดข้อ หรือ ลิกาเมนท์ (ligament) ยึดกระดูกกับกระดูก

(เอ็นร้อยหวาย ยึดระหว่างน่องกับกระดูกส้นเท้า)

กล้ามเนื้อในร่างกาย จะมีการทำงานร่วมกันเป็นคู่ๆ ในสภาวะ ตรงข้าม คือ กล้ามเนื้อด้านหนึ่งหดตัว กล้ามเนื้อด้านตรงข้ามจะคลายตัวทำให้เกิด การเคลื่อนไหว