สารานุกรมไทย
สำหรับเยาวชน เมนู 4
เล่มที่ ๔
เรื่องที่ ๑ การเรืองแสงของสิ่งมีชีวิต
เรื่องที่ ๒ การหายใจ
เรื่องที่ ๓ ความสมดุลของของเหลวในร่างกาย
เรื่องที่ ๔ ไวรัส
เรื่องที่ ๕ ปรากฏการณ์ของอากาศ
เรื่องที่ ๖ ภูมิอากาศ
เรื่องที่ ๗ รถไฟ
เรื่องที่ ๘ การศาสนา
เรื่องที่ ๙ การต่างประเทศสมัยรัตนโกสินทร์
เรื่องที่ ๑๐ ลำดับพระมหากษัตริย์ไทย
รายชื่อผู้เขียน

สารานุกรมไทยสำหรับเยาวชนฯ / เล่มที่ ๔ / เรื่องที่ ๒ การหายใจ / อวัยวะหายใจของสัตว์น้ำ

อวัยวะหายใจของสัตว์น้ำ
อวัยวะหายใจของสัตว์น้ำ

สัตว์ เซลล์เดียวไม่มีอวัยวะพิเศษที่ใช้หายใจ เพราะออกซิเจนที่ละลายอยู่ในน้ำสามารถซึมผ่านผิวของเซลล์เข้าสู่เซลล์ได้โดยตรง สัตว์ชั้นต่ำหลายเซลล์ เช่น ไฮดรามีช่องกลวงภายในลำตัว ทำหน้าที่ได้หลายอย่างเรียกว่าช่องแก๊สโตรวาสคูลาร์ (gastrovascular cavity) กล่าวคือ ทำหน้าที่เป็นลำไส้ และเป็นเส้นเลือดพร้อมๆ กัน โดยนำเอาอาหาร และก๊าซออกซิเจนที่ละลายอยู่ในน้ำ ผ่านจากปากเข้าไปให้เซลล์ดูดซึม เพื่อไปใช้ในการหายใจ

ภาพตัดภายในของไฮดรา ภาพตัดภายในของไฮดรา

พวกไฮดราไม่มีทวารหนัก ดังนั้นจึงต้องขับอุจจาระออกทางปากด้วย แม้แต่ในพวกไส้เดือนดิน ซึ่งเป็นสัตว์ที่มีลำตัวเป็นปล้องๆ และอาศัยอยู่ในดินชื้นๆ มีขนาดโตขึ้นมามาก และร่างกายสลับซับซ้อนกว่าพวกไฮดรา และพลานาเรีย ยังไม่พบว่า มีอวัยวะพิเศษ สำหรับหายใจ สัตว์พวกนี้มีผิวหนังบางมาก และเปียกชื้นอยู่เสมอ เพราะมีต่อมเมือกที่ผิวหนังคอยกลั่นน้ำเมือกออกมา ทำให้หนังชุ่มชื้นอยู่เสมอ และมีเส้นเลือดไปหล่อเลี้ยงที่บริเวณผิวหนังมากมาย ดังนั้นผิวหนังทั่วร่างกายของสัตว์พวกนี้ จึงทำหน้าที่แลกเปลี่ยนก๊าซหายใจได้ โดยดูดออกซิเจนผ่านผิวหนังเข้าสู่เส้นเลือด และคายคาร์บอนไดออกไซด์ ผ่านเส้นเลือด และผิวหนัง ออกไปสู่น้ำที่อยู่รอบตัวมันได้ อย่างไรก็ตาม สัตว์น้ำที่ตัวโตๆ และมีร่างกายสลับซับซ้อน ส่วนมากจำเป็นจะต้องมีอวัยวะหายใจโดยเฉพาะ เพื่อช่วยรับออกซิเจนไปใช้ในการหายใจภายในเซลล์ที่สลับซับซ้อนได้อย่างมี ประสิทธิภาพ

อวัยวะหายใจสำคัญของสัตว์น้ำ คือ
เหงือกไส้เดือนทะเลที่มีอยู่ในทราย
เหงือกไส้เดือนทะเลที่มีอยู่ในทราย
๑. เหงือก (Gills)

เป็นอวัยวะหายใจของสัตว์น้ำชั้นสูง เหงือกเป็นส่วนของเนื้อเยื่อบางๆ ซึ่งยื่นออกมาจากร่างกาย (บางชนิดอาจมีเปลือกแข็งหุ้มข้างนอก) แต่เหงือกของสัตว์แต่ละชนิด มีรูปร่างลักษณะไม่เหมือนกัน เหงือกของปลาดาว มีลักษณะไม่สลับซับซ้อน อยู่ที่บริเวณเปลือกนอกของลำตัว มีลักษณะเป็นถุงยาวๆ ยื่นออกมารอบๆ หนามแข็งๆ ของตัว ซึ่งมีทั้งขนาดใหญ่ และขนาดเล็ก หนามแข็งเหล่านี้ จะคอยช่วยป้องกันไม่ให้เหงือกได้รับอันตรายได้โดยง่าย พวกไส้เดือนทะเลมีรยางค์เป็นแผ่นแบนๆ ยื่นออกมาจากสองข้างของลำตัว ที่บริเวณนี้ จะมีเส้นเลือดฝอยแผ่อยู่เต็ม ทำหน้าที่แลกเปลี่ยนก๊าซหายใจได้เช่นกัน อวัยวะเหล่านี้ เรียกว่า พาราโพเดียม (parapodium) อวัยวะนี้นอกจากจะทำหน้าที่หายใจแล้ว ยังเป็นอวัยวะที่ช่วยในการว่ายน้ำด้วย ไส้เดือนทะเลบางชนิด ที่ฝังตัวอยู่ในรูตามพื้นทราย มีเหงือกเป็นฝอยยื่นออกมาต่างหากจากพาราโพเดียมด้วย ในพวกปลาหมึก จะมีเหงือกอยู่ภายในช่องว่างของเนื้อ ที่ห่อหุ้มลำตัวชั้นนอกอีกทีหนึ่ง ส่วนที่เป็นลำตัวชั้นนอกของปลาหมึก เรียกว่า แมนเติล (mantle) จะมีช่องให้น้ำไหลผ่านเข้าไปได้ ทางปลายด้านหน้าบริเวณคอ ขณะที่กล้ามเนื้อของแมนเติลคลายตัว ออกซิเจนซึ่งละลายอยู่ในน้ำจะผ่านไปที่เหงือก และแพร่ผ่านเข้าสู่ร่างกายได้ คาร์บอนไดออกไซด์ก็จะแพร่ออกมาจากเหงือกได้เช่นเดียวกัน ขณะที่กล้ามเนื้อของแมนเติลหดตัว ดันช่องน้ำเข้าให้ปิด มันจะขับน้ำออกมาทางช่องน้ำออก ซึ่งมีความแรงมาก ทำให้สามารถดีดตัวถอยหลังไปในน้ำเป็นระยะทางไกลๆ ได้ สัตว์น้ำที่ไม่มีกระดูกสันหลัง เช่น ปู กุ้ง และหอยก็มีเหงือกหายใจเช่นกัน ลักษณะโครงสร้างของเหงือก ก็ไม่สู้จะแตกต่างไปจากพวกปลาหมึกเท่าไรนัก
เหงือกที่เรารู้จักกันดีที่สุดได้แก่ปลาซึ่งมีลักษณะเป็นแขนงเล็กๆ ที่เรียงซ้อนกัน อยู่มากมาย เพื่อช่วยให้มีประสิทธิภาพในการแลกเปลี่ยนก๊าซหายใจได้ดียิ่งขึ้น จะเห็นได้ว่า พวกปลาไม่จำเป็นต้องมีเหงือกทั่วร่างกาย เหมือนสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังชั้นต่ำ แต่มีอยู่ตรงบริเวณกระพุ้งแก้มสองข้าง โดยมีเปลือกแข็งหุ้มป้องกันอันตรายจากภายนอกเรียก โอเพอร์คูลัม (operculum) น้ำจะไหลผ่านเข้าทางปากปลา แล้วไหลผ่านเหงือกออกมาทางสองข้างของโอเพอร์คูลัม ขณะที่ผ่านเหงือกก็จะมีการแลกเปลี่ยนก๊าซ เกิดขึ้น โดยออกซิเจนซึ่งละลายน้ำแพร่ผ่านเหงือกเข้าสู่เส้นเลือดฝอย และคาร์บอนไดออกไซด์แพร่ออกมาจากเส้นเลือดผ่านเหงือกออกสู่น้ำได้ (ดูเรื่องปลาในเล่ม ๑)
เนื่องจากออกซิเจนที่ละลายอยู่ในน้ำมีปริมาณน้อยมาก เช่น ในน้ำทะเล ออกซิเจนละลายอยู่ไม่เกิน ๕% ในน้ำจืดมีออกซิเจนละลายอยู่มากกว่าเล็กน้อย แต่ในอากาศ มีออกซิเจนอยู่ถึง ๒๑% และดังที่กล่าวมาแล้วว่า อัตราการแพร่ของออกซิเจนในอากาศ ดีกว่าในน้ำหลายพันเท่า สัตว์น้ำจะมีโอกาสได้รับออกซิเจน ก็ต่อเมื่อมีกระแสน้ำไหลผ่านอวัยวะหายใจเท่านั้น ถ้าน้ำอยู่นิ่งๆ แล้ว โอกาสที่ออกซิเจนจะซึมผ่านเหงือกเข้าไปได้ จะมีน้อยมาก และไม่เพียงพอให้สัตว์นั้นๆ นำไปใช้ในการหายใจระดับเซลล์ได้ และถ้าน้ำที่สัตว์อาศัยอยู่ โสโครกเป็นพิษ และมีสิ่งสกปรกเจือปนอยู่มาก ก็ยิ่งทำให้ปริมาณออกซิเจนที่ละลายในน้ำ ลดน้อยลงไปอีก จนทำให้สัตว์น้ำต่างๆ ไม่อาจมีชีวิตอยู่ได้ ซึ่งมักจะเป็นปัญหา ที่เรามักจะพบเห็นเป็นข่าวกันอยู่เสมอๆ เหงือกปลาดาว
เหงือกปลาดาว
๒. อวัยวะหายใจอื่นๆ

สัตว์น้ำบางชนิดไม่ใช้เหงือกสำหรับหายใจ เช่น ปลิงทะเล (sea cucumber) ซึ่งเป็นสัตว์ที่อยู่ในไฟลัมเดียวกับปลาดาว มีแขนงของอวัยวะหายใจเรียกว่า เรสปิเรทอรี ทรี (respiratory tree) แผ่เต็มช่องว่างภายในตัว และเปิดเข้าสู่ส่วนปลายสุดของลำไส้ ก่อนจะเปิดเป็นทวารหนัก เมื่อกล้ามเนื้อบริเวณนี้บีบตัวจะขับเอาอุจจาระและน้ำ จากเรสปิเรทอรี ทรี ออกสู่ภายนอก และเมื่อขยายตัวก็จะดูดเอาน้ำที่มีออกซิเจนละลายอยู่ด้วยผ่านเข้าไปในเรสปิเรทอรี ทรี ได้ อวัยวะนี้จึงทำหน้าที่ดูดเอาออกซิเจนในน้ำ ผ่านเข้าสู่ร่างกาย และปล่อยคาร์บอนไดออกไซด์ออกมากับน้ำได้

แมลงหลายชนิดที่อาศัยอยู่ในน้ำ ไม่ได้เป็นสัตว์น้ำที่แท้จริง เพราะสัตว์พวกนี้จะโผล่ขึ้นมาที่ผิวน้ำ เพื่อหายใจจากอากาศโดยตรง พวกด้วงปีกแข็ง ที่อยู่ในน้ำบางชนิด มีการปรับปรุงตัวเป็นพิเศษ โดยสามารถเก็บอากาศไว้ข้างใต้ปีกแข็งคู่หน้า ขณะที่มันโผล่ขึ้นมาจากผิวน้ำ เพื่อเก็บไว้ใช้หายใจ ในเวลาที่มันอยู่ใต้ผิวน้ำได้เป็นเวลานานๆ
หัวข้อก่อนหน้า หัวข้อถัดไป