สิ่งมีชีวิตเซลล์เดียว

        สิ่งมีชีวิตเซลล์เดียว มีการเคลื่อนที่แตกต่างกันไปตามโครงสร้างของเซลล์ อะมีบาไม่มีโครงสร้างที่ใช้ในการเคลื่อนที่โดยเฉพาะ แต่จะเคลื่อนที่โดยการไหนของไซโทพลาซึมเป็น เท้าเทียม (pseudopodium) สิ่งที่น่าสงสัยคือ การยืนเท้าเทียมของอะมีบาเกิดขึ้นได้อย่างไร จากการศึกษาพบว่าไซโทพลาซึมในเซลล์อะมีบาแบ่งเป็น 2 ส่วนคือ เอ็กโทพลาซึม (ectoplasm) เป็นไซโทพลาซึมชั้นนอกที่มีลักษณะเป็นสารกึ่งแข็งกึ่งเหลว เรียกว่าเจล(gel) และเอนโดพลาซึม (endplasm) เป็นไซโทพลาซึมชั้นในที่มีลักษณะค่อนข้างเหลวว่า เรียก โซล (sol) เนื่องจากการรวมตัวและแยกตัวของโปรตีนแอกทิน ซึ่งเป็นส่วนประกอบของไมโครฟิลาเมนท์ทำให้สมบัติของไซโทพลาซึมเปลี่ยนจากเจลเป็นโซลและเปลี่ยนจากโซลเป็นเจล จึงเกิดการไหลของของไซทพลาซึมไปในทิศทางที่เซลล์จะเคลื่อนที่ไป และดันเยื่อหุ้มเซลล์ส่วนนั้นให้โป่งออกเป็นเท้าเทียม จากนั้นไซโทพลาซึมทั้งเซลล์จะเคลื่อนตามไปทิศทางเดียวกับเท้าเทียม ทำให้อะมีบาเคลื่อนที่ได้ เรียกการเคลื่อนที่แบบนี้ว่าการเคลื่อนที่แบบอะมีบา(amoeboid movement) 

        สิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวบางชนิด ใช้เฟลเจลลังหรือซิเลียในการเคลื่อนที่ นักเรียนสามารถศึกษาการเคลื่อนที่ของโครงสร้างดังกล่าวได้จากภาพ

                                                    ก. การเคลื่อนที่ไปข้างหน้าของยูกลีน

                                                    ข.การพัดโบกของซิเลียของพารามีเซียม

          จากการศึกษาภาคตัดขวางขแงแฟลเจลลัมและซิเลียภายได้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนพบว่าโครงสร้างดังกล่าวค้ำจุนด้วยไมโครทูบูล เรียงตัวเป็นวง9 กลุ่มๆ ละ 2 หลอด ตรงแกนกลางมี 2 หลอด ไมโครทูบูลดังกล่าวถูกล้อมรอบด้วยเยื่อหุ้ม ระหว่างไมโครทูบูลที่เรียงเป็นวง จะมีโปรตีนที่เรียกว่า ไดนีน(dynein) เป็นเสมือนแขนที่เกาะกับไมโครทูบูล เรียกว่า ไดนีอาร์ม(dynein arm) ทำให้แฟลเจลลัมหรือซิเลีย โค้งงอและสามารถพัดโบกได้ 

                                                         ก. ภาพถ่ายจากล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแสดงซิเลียตัดตามยาว                          

                                                         ข. ภาพถ่ายและภาพวาดลักษณะภาคตัดขวางของซิเลีย 

               นอกจากนี้บริเวณโคนของแฟลเจลลัมและซิเลียยังยึดกับโครงสร้างภายในเซลล์ที่เรียกว่าเบซัลบอดี (basal body) หรือไคนีโทโซม(kinetosme) จากการทดลองพบว่า ถ้าตัดเอาเบซัลบอดีออกจะมีผลทำให้แฟลเจลลัมหรือซิเลียเส้นนั้นไม่สามารถเคลื่อนไหวได้

               

การเคลื่อนที่ของสัตว์มีกระดูกสันหลัง

              สัตว์มีกระดูกสันหลังทุกชนิดมีระบบโครงกระดูก ทำหน้าที่เป็นทั้งโครงร่างแข็งช่วยค่ำจุนร่างกายให้คงรูป  และยังช่วยในการเคลื่อนที่อีกด้วย  สัตว์มีกระดูกสันหลังมีทั้งที่อาศัยอยู่ในน้ำและบนบกซึ่งมีสภาพแวดล้อมแตกต่างกัน  

การเคลื่อนที่ของปลา

           ถ้านักเรียนสังเกตการณ์เคลื่อนที่ของปลาในตู้กระจก จะเห็นขณะที่ปลาเคลื่อนที่  ลำตันของปลาจะโค้งไปมา

การโค้งลำตัวของปลาเกี่ยวข้องกับการเคลื่อนที่ของปลาหรือไม่อย่างไร

ก. การทำงานกล้ามเนื้อขณะเคลื่อนที่ ข. ลักษณะการเคลื่อนที่ของปลา

           จะเห็นว่าการทำงานของกล้ามเนื้อของปลาขณะที่มีการเคลื่อนที่ พบว่าเกิดจากหดตัวและคลายตัวของกล้ามเนื้อที่ยึดติดอยู่กับกระดูกสันหลัง การหดตัวของกล้ามเนื้อในแต่ละส่วนของลำตัวปลาไม่พร้อมกัน  จะเริ่มทยอยจากด้านหัวไปด้านหางทำให้ลำตัวปลามีลักษณะโค้งไปมา  ประกอบกับส่วนหางโค้งงอสลับไปมาทางด้านซ้ายและขวา  เมื่อกระทบกับแรงต้านของน้ำรอบๆ ตัว จะผลักดันให้ปลาเคลื่อนที่ไปข้างหน้า

         ถ้านักเรียนสังเกตการณ์ว่ายน้ำของปลาเห็นว่านอกจากปลาจะสามารถเคลื่อนที่ไปข้างหน้าได้แล้ว  ยังสามารถเคลื่อนที่ในแนวดิ่ว  โดยการทำงานของครีบหลัง  ครีบอกและครีบสะโพกนอกจากนี้แรงลอยตัวของน้ำยังมีส่วนช่วยในการเคลื่อนที่ของปลาในน้ำอย่างมากทำให้ปลาใช้พลังงานในการพยุงตัวต้านต่อแรงโน้นถ่วงของโลกเพียงเล็กน้อย ด้วยเหตุนี้การว่ายน้ำของปลาจึงใช้พลังงานน้อยกว่าการวิ่งของสัตว์บก รูปร่างของปลาที่แบนเพรียว และมีเมือกขับออกมาจาผิวเนื้อนี้เองจะช่วยลดแรงเสียดทานน้ำขณะเคลื่อนที่  อย่างไรก็ดีรูปร่างที่เพรียวนี้อาจทำให้ตัวของปลามีโอกาสหงายท้องหรือพลิกคว่ำได้ง่าย  ปัญหาดังกล่าวสามารถแก้ไขได้โดยอาศัยครีบช่วยในการรักษาสมดุลในการเคลื่อนที่และการทรงตัว

การเคลื่อนที่ของนก

              นกสามารถบินได้โดยอาศัยการทำงานของกล้ามเนื้อ 2 ชุดที่ยึดระหว่างกระดูกโคนปีก (hummers) และ กระดูกอก (sternum) ได้แก่ กล้ามเนื้อยกปีกและกล้ามเนื้อกดปีกทำงานแบบสภาวะตรงกันข้าง ทำให้นกสามารถขยับปีกขึ้นลงได้ มีผลให้นกบินได้

                    ก. กล้ามเนื้อและกระดูกที่ใช้ในการเคลื่อนที่ของนก ข. การขยับปีกของนกขณะบินเชื่อมโยงกับฟิสิกส์ 

         การร่อนหรือลอยตัวในอากาศของนก  อากาศด้านบนของปีกนกจะ  เคลื่อนที่อย่างรวดเร็ว  ทำให้บริเวณเหนือปีกมีความดันอากาศน้อยกว่า  อากาศที่เคลื่อนที่ใต้ปีก  ความดันอากาศใต้ปีกซึ่งมากกว่าจะพยุงให้ปีกและลำตัวลอยอยู่ในอากาศ

การเคลื่อนที่ของเสือชีต้า 

       เสือชีต้าได้ชื่อว่าเป็นสัตว์ที่วิ่งได้เร็วที่สุดถึง 110กิโลเมตรต่อชั่วโมง นักเรียนจงสังเกตขาหน้า ขาหลัง หัวไหล่ สะโพกและกระดูกสันหลังของเสือชีต้าขณะวิ่ง เมื่อสังเกตการณ์เคลื่อนที่ของเสือชีต้าแล้ว นักเรียนอธิบายได้หรือไม่ว่าเหตุใดเสือชีต้าจึงวิ่งได้เร็ว

  

  โครงสร้างที่ใช้ในการเคลื่อนที่ของคน 

             เมื่อพิจารณาอากัปกิริยาต่างๆ  ของนักเรียน  เช่น การกิน  การนอน การวิ่ง ล้วนแล้วแต่เป็นการเคลื่อนไหลที่เกิดจากระบบโครงกระดูกและระบบกล้ามเนื้อทั้งสิ้น โครงกระดูกและกล้ามเนื้อทำงานสัมพันธ์กันอย่างไร คนจึงเคลื่อนที่ได้  นักเรียนจะได้ศึกษาต่อไปนี้

ระบบโครงกระดูก 

             สัตว์มีกระดูกสันหลังทุกชนิดมีระบบโครงกระดูกที่คล้ายคลึงกัน คือ ประกอบด้วย กระดูกแกน (axial skeleton) และ กระดูกรยางค์ (appendicular skeleton) แต่ในบทนี้จะเน้นระบบโครงกระดูกของคน 

กระดูกของคน

            เมื่อร่างกายของคนเจริญเติบที่จะประกอบด้วย กระดูก ประมาณ 206 ชิ้น ต่อกัน สามารถแบ่งออกเป็น2 กลุ่ม ตามตำแหน่งที่อยู่ คือ กระดูกแกนและกระดูกรยางค์  นักเรียนคิดว่ากระดูกประมาณ 206 ชิ้น ต่อกัน สามารถแบ่งออกเป็น 2 กลุ่ม ตามตำแหน่งที่อยู่ คือ กระดูกแกนและกระดูกรยางค์
     ภายในกระดูกประกอบด้วยเซลล์กระดูก เนื้อเยื่อประสาทหลอดเลือด สารประกอบแคลเซียมคาร์บอเนต และแคลเซียมฟอสเฟต ภายในกระดูกท่อนยาวๆ มีเซลล์ไขกระดูก(bone marrow cell) ซึ่งในการวัยเด็กทำหน้าที่สร้างเซลล์เม็ดเลือดแดงเซลล์เม็ดเลือดขาวและเพลตเลตแต่เมื่อเจริญเติบโตแล้วจะมีไขมันมาสะสมบริเวณไขกระดูกทำให้สร้างเซลล์เม็ดเลือดไม่ได้จะเหลือแต่บริเวณปลายกระดูกที่เรียนว่าไขกระดูกที่เรียกว่าไขกระดูกแดง  ทำหน้าที่สร้างเซลล์เม็ดเลือดแดง

กระดูกแกน

           กระดูกแกนมีจำนวน 80 ชิ้น ประกอบด้วยกระดูกกะโหลกศีรษะ กระดูกหน้าอก และกระดูกซี่โครงกระดูกกะโหลกศีรษะเป็นกระดูกที่เป็นแผ่นเชื่อมติดกันภายในมีลักษณะเป็นโพรงสำหรับบรรจุสมอง ทำหน้าที่ป้องกันสมองไม่ให้ได้รับอันตราย

          กระดูกสันหลังทำหน้าที่ช่วยค้ำจุน  และรองรับน้ำหนักของร่างกายประกอบด้วยกระดูกที่มีลักษณะเป็นข้อๆต่อกัน ระหว่างกระดูกสันหลังแต่ละข้อจะมีแผ่นกระดูกอ่อน (cartiage) หรือที่เรียกกันว่า หมอนรองกระดูกทำหน้าที่รองและเชื่อมกระดูกนี้เสื่อมจะไม่สามารถเอี้ยว หรือบิดตัวได้ กระดูกสันหลังแต่ละข้อจะมีช่องให้ไขสันหลังสอดผ่านและมีส่วนของจะงอยยื่นออกมาเป็นที่เกาะของกล้ามเนื้อและเอ็น กระดูกสันหลังช่วงงอกจะมีกระดูกซี่โครงมาเชื่อมต่อ

ก. กระดูกสันหลัง      ข. กระดูกซี่โครง

          กระดูกซี่โครงมีทั้งหมด 12 คู่ กระดูกซี่โครงทุกๆ ซี่จะไปต่อกับด้านข้างของกระดูกสันหลังบริเวณทรวงอก โดยปลายอีกด้านหนึ่งเชื่อมกับกระดูกหน้าอก ยกเว้นกระดูกซี่โครงคู่ที่ 11 และ 12 จะเป็นซี่สั้นๆ ไม่เชื่อมต่อกับกระดูกหน้าอก เรียกว่า ซี่โครงลอย

           -    ถ้าหมอนรองกระดูกเสื่อมจะเกิดผลอย่างไร

           -    กระดูกซี่โครงสร้างโครงและกล้ามเนื้อยึดซี่โครงเกี่ยวข้องกับการหายใจอย่างไร

 กระดูกรยางค์

           กระดูกรยางค์  มีทั้งสิ้น  126  ชิ้น ได้แก่กระดูกแขก กระดูกขา รวมไปถึงกระดูกสะบัก  และกระดูกเชิงกราน  ซึ่งเป็นที่ยึดเกาะของแขนและขา

        ข้อต่อ และเอ็นยึดกระดูก

จะเห็นว่าโครงกระดูกประกอบด้วยกระดูกหลายชิ้นต่อกัน  ตำแหน่งที่กระดูก 2 ชิ้น  มาต่อกันเรียกว่า ข้อต่อ  (joint) 

ก.ลักษณะข้อต่อชนิดเคลื่อนไหวได้แบบต่างๆ ข. ลักษณะข้อต่อชนิดเคลื่อนไหวไม่ได้ 

       ระหว่างกระดูกบริเวณข้อต่อจะมีของเหลว  เรียกว่า น้ำไขข้อ  (synovial fluid) หล่อลื่นอยู่   ทำให้กระดูกไม่เสียดสีกันขณะเคลื่อนไหว และทำให้เคลื่อนไหวได้สะดวกไม่เกิดความเจ็บปวด

          การทีกระดูกมีลักษณะเป็นข้อต่อ  จำเป็นจะต้องมีโครงสร้างที่ยึดกระดูกให้เชื่อมติดต่อกัน  เพื่อทำหน้าที่เป็นโครงร่างค้ำจุนร่างกายและทำให้กระดูกทำงานสัมพันธ์กันในการเคลื่อนไหว  โครงสร้างดังกล่าวได้แก่  เนื้อเยื่อเกี่ยวที่มีความเหนียวทนทาน  เรียกว่า  เอ็นยึดข้อ (ligament)

ตำแหน่งของน้ำไขข้อ

         

      ระบบกล้ามเนื้อ 

          การทำงานของระบบโครงกระดูกเพียงระบบเดียว  ไม่สามารถทำให้ร่างกายเคลื่อนไหวได้ ต้องอาศัยการทำงานร่วมกับระบบกล้ามเนื้อซึ่งจัดได้ว่าเป็นแหล่งพลังงานกลเพราะเมื่อกล้ามเนื้อหดตัว  ย่อมทำให้เกิดเคลื่อนไหวของสัตว์  กล้ามเนื้อของสัตว์มีกระดูกสันหลังมีหลายประเภท   

       ก. ภาพถ่ายวาดของกล้ามเนื้อยึดกระดูก ข. ภาพถ่ายและวาดกล้ามเนื้อหัวใจ ค. ภาพถ่ายและภาพวาดของกล้ามเนื้อเรียบ 

           จะเห็นว่า  กล้ามเนื้อของสัตว์มีกระดูกสันหลังแบ่งออเป็น 3 ชนิด คือกล้ามเนื้อยึดกระดูก กล้ามเนื้อหัวใจและกล้ามเนื้อเรียบ ดังนี้

             กล้ามเนื้อยึดกระดูก(skeletal muscle) เป็นกล้ามเนื้อที่เกาะติดกับโครงกระดูก เช่น กล้ามเนื้อแขน กล้ามเนื้อขา จึงทำหน้าที่เกี่ยวกับการเคลื่อนไหวร่างกายโดยตรง เมื่อนำเซลล์กล้ามเนื้อเหล่านี้มาศึกษาด้วยกล้ามจุลทรรศน์จะมองเห็นเป็นแถบลาย สีอ่อนสีเข้มสลับกันเห็นเป็นลาย (striation) เซลล์ของกล้ามเนื้อนี้มีลักษณะเป็นทรงกระบอกยาว แต่ละเซลล์มีหลายนิวเคลียส

           การทำงานของกล้ามเนื้อยึดกระดูกนั้นถูกควบคุมโดยระบบประสาทโซมาติก ดังนั้นการทำงานของกล้ามเนื้อชนิดนี้ ร่างกายสามารถบังคับได้ หรืออาจกล่าวว่าอยู่ในอำนาจจิตใจ

           กล้ามเนื้อหัวใจ (cardiac muscle) เซลล์มีรูปร่างเป็นทรงกระบอก แต่สั้นกว่าเซลล์กล้ามเนื้อยึดกระดูกและเห็นเป็นลายเช่นเดียวกัน แต่ตอนปลายของเซลล์มีการแตกแขนงและเชื่อมโยงติดต่อกันกับเซลล์ข้างเคียง

           การทำงานของกล้ามเนื้อหัวใจถูกควบคุมโดยระบบประสาท อัตโนวัติ  ดังนั้นร่างกายไม่สามารถบังคับได้ จึงเป็นกล้ามเนื้อที่อยู่นอกอำนาจจิตใจ

           กล้ามเนื้อเรียบ (smooth muscle) เป็นกล้ามเนื้อที่พบอยู่ตามอวัยวะภายใน เช่น ผนังกระเพาะอาหาร ผนังลำไล้ ผนังหลอดเลือด และม่านตา เป็นต้น กล้ามเนื้อเหล่านี้ประกอบด้วยเซลล์ที่มีลักษณะยาว หัวท้ายแหลม แต่ละเซลล์มี 1 นิวเคลียสไม่มีลายพาดขวาง

            การทำงานของกล้ามเนื้อเรียบถูกควบคุมโดยระบบประสาท อัตโนวัติ เช่นเดียวกับกล้ามเนื้อหัวใจ

ลักษณะการทำงานของกล้ามเนื้อไบเซพและไตรเซพ

            เมื่อกล้ามเนื้อหดตัวจะเกิดแรงดึงให้กระดูกทั้งท่อนเคลื่อนไหวได้  เพราะระหว่างกล้ามเนื้อกับกระดูกมีเนื้อเยื่อเกี่ยวพันที่มีความเหนียวแข็งแรงและทนทานแรงดึงหรือรองรับน้ำหนักเรียกว่า เอ็นยึดกระดูก(tendon

                                                                                          

      

เชื่อมโยงกับฟิสิกส์

           การหดตัวของกล้ามเนื้อที่ทำให้กระดูกเคลื่อนที่อาศัยหลักการทำงานโดยการออกแรงด้านน้ำหนักแบบคานงัดคานดีด  โดยมีข้อต่อระหว่างกระดูกเป็นจุดหมุน () ดังภาพ กล้ามเนื้อกับกระดูกทำงานโดยอาศัยหลักการของคาน() คือมีกระดูกเป็นคานและข้อต่อเป็นจุดหมุนเช่นเดียวกับปากคีบ

         จากที่กล่าวมาแล้ว  การเคลื่อนไหวของกระดูกเกิดจากการหดตัวและคลายตัวของกล้ามเนื้อ 2 ชุดที่ทำในสภาวะตรงกันข้าม

โครงสร้างและการทำงานของกล้ามเนื้อยึดกระดูก

          กล้ามเนื้อยึดกระดูกแต่ละมัดประกอบด้วย เส้นใยกล้ามเนื้อ (muscle fiber) หรือเซลล์กล้ามเนื้อ(muscle cell) ภายในเส้นใยกล้ามเนื้อประกอบด้วยเส้นใยกล้ามเนื้อเล็ก (myofibrils) มีลักษณะเป็นท่อนยาวเรียงซ้อนกันเส้นใยกล้ามเนื้อเล็กเหล่านี้จะอยู่รวมกันเป็นมัด

      

          เส้นใยกล้ามเนื้อเล็กประกอบด้วย ไมโครฟิลาเมนท์ 2 ชนิดคือ ชนิดบาง ซึ่งเป็นสายโปรตีนแอกทิน(act in) และชนิดหนาซึ่งเป็นสายโปรตีนไมโอซิน(myosin) แอกทินและไมโอซินเรียงตัวขนานกัน 

เส้นใยกล้ามเนื้อ เส้นใยกล้ามเนื้อเล็ก และการเรียงตัวของแอกทินกับไมโอซิน

การเคลื่อนที่ของสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง

 การเคลื่อนที่ไส้เดือน

                ไส้เดือน (earth worm) ไส้เดือนจัดอยู่ในไฟลัมแอนเนลิดา (annelida) ไส้เดือนมีกล้ามเนื้อ 2 ชุด คือ กล้ามเนื้อวงกลมรอบตัว (circular muscle) อยู่ทางด้านนอก และกล้ามเนื้อตามยาว (longitudinal muscle) ตลอดลำตัวอยู่ทางด้านในนอกจากนี้ไส้เดือนยังใช้เดือย (setae) ซึ่งเป็นโครงสร้างเล็ก ๆ ที่ยื่นออกจากผนังลำตัวรอบปล้องช่วยในการเคลื่อนที่ด้วย

ขณะที่ไส้เดือนเคลื่อนที่จะใช้เดือยจิกดินไว้ กล้ามเนื้อวงกลมหดตัว ส่วนกล้ามเนื้อตามยาวคลายตัว ทำให้ลำตัวยืดยาวออก เมื่อสุดแล้วส่วนหน้า คือ ปล้องแรกของไส้เดือนกับเดือยจะจิกดินแล้วกล้ามเนื้อวงกลมคลายตัว กล้ามเนื้อตามยาวหดตัว ดึงส่วนท้ายของลำตัวให้เคลื่อนมาข้างหน้า การเคลื่อนที่ของไส้เดือน เกิดจากการทำงานร่วมกันของกล้ามเนื้อวงกลมและกล้ามเนื้อตามยาว หดตัวและคลายตัวเป็นระลอกคลื่นจากทางด้านหน้ามาทางด้านหลังทำให้เกิดการเคลื่อนที่ไปทางด้านหน้า

ไส้เดือน A ภาพเดือยบริเวณลำตัว B. ไส้เดือนกำลังเคลื่อนที่

การเคลื่อนที่ของพลานาเรีย

              พลานาเรีย (planaria) พลานาเรียเป็นสัตว์จำพวกหนอนตัวแบน อาศัยอยู่ในน้ำ

พลานาเรียมีกล้ามเนื้อ 3 ชนิด คือ 

● กล้ามเนื้อวง (circular muscle) อยู่ทางด้านนอก

● กล้ามเนื้อตามยาว (longitudinal muscle) อยู่ทางด้านใน

● กล้ามเนื้อทแยง (oblique muscle) ยึดอยู่ระหว่างส่วนบนและส่วนล่างของลำตัว

        พลานาเรีย เคลื่อนที่โดยการลอยไปตามน้ำ หรือ คืบคลานไปตามพืชใต้น้ำโดยอาศัยกล้ามเนื้อวงและกล้ามเนื้อตามยาว ส่วนกล้ามเนื้อทแยงจะช่วยให้ลำตัวแบนบางและพลิ้วไปตามน้ำในขณะที่พลานาเรียเคลื่อนไปตามผิวน้ำซีเลียที่อยู่ทางด้านล่างของลำตัวจะโบกพัดไปมาช่วยเคลื่อนตัวไปได้ดียิ่งขึ้น

การเคลื่อนที่ของดาวทะเล 

      ดาวทะเล (sea star) เป็นสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง มีโครงแข็งที่ผิวนอกไม่ได้ยึดเกาะกับกล้ามเนื้อ ดาวทะเลมีระบบการเคลื่อนที่ด้วยระบบท่อน้ำ (water vascularsystem) ประกอบด้วย

มาดรีโพไรต์ (madrepolite) มีลักษณะคล้ายตะแกรงเป็นทางให้น้ำเข้า สโตนแคเนล (stonecanal) เป็นท่อที่ต่อมาจากมาดรีโพไรต์ ริงแคแนล (ring canal) เป็นท่อวงแหวนที่อยู่รอบปากน้ำจาก มาดรีโพไรต์และสโตนแคแนล มาเปิดเข้าส่วนนี้ เรเดียลแคแนล (radial canal)เป็นท่อยาวยื่นจาก ริงแคแนลเข้าไปในอาร์มแต่ละอัน แลเทอรอลแคแนล (lateral canal) เป็นท่อสั้นๆ ที่ยื่นออกมาจากเรเดียลแคแนลทางด้านข้างจำนวนมาก ทิวบ์ฟีท (tube feet) มีลักษณะเป็นหลอดยาวปลายตันที่ต่อมาจากแลเทอรอบแคแนล ทิวบ์ฟีท เป็นท่อปิดรูปทรงกระบอก ปลายที่ยื่นออกนอกลำตัวมีผนังเป็นกล้ามเนื้อทำหน้าที่เป็นอวัยวะเกาะติดหรือชัคเกอร์ (sucker) ปลายอีกด้านหนึ่งเป็นกระเปาะกล้ามเนื้อเรียกว่า แอมพูลลา (ampulla)

ดาวทะเลเคลื่อนที่โดยแอมพลูลาหดตัว จะดันน้ำไปตามทิวบ์ฟีททำให้ทิวบ์ฟีทยืดยาวออก

เมื่อเคลื่อนที่ไปแล้วทิวบ์ฟีทหดสั้นเข้า ดันน้ำกลับเข้าสู่แอมพูลลาใหม่ การหดตัวและคลายตัวของทิวบ์ฟีทอาศัยแรงดันของน้ำ ไม่อาศัยแอนตาโกนิซึมของกล้ามเนื้อ การยืดและหดตัวของทิวบ์ฟีท หลายๆ อันต่อเนื่องกันทำให้ดาวทะเลเคลื่อนไหวได้

การเคลื่อนที่ของแมลง

      แมลง (insect) เป็นสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังแต่แมลงมีโครงร่างภายนอก(exoskeleton) ซึ่งเป็นสารพวกไคทินมีลักษณะเป็นโพรงเกาะกันด้วยข้อต่อซึ่งเป็นเยื่อที่งอได้ ข้อต่อข้อแรกของขากับลำตัว เป็นข้อต่อแบบบอลแอนด์ซอกเก็ต (ball and socket) ส่วนข้อต่อแบบอื่นๆ เป็นแบบ บานพับ การเคลื่อนไหวเกิดจากทำงานสลับกันของกล้ามเนื้อเฟล็กเซอร์ (flexor) และเอ็กเทนเซอร์ (extensor) ซึ่งเกาะอยู่โพรงไคทินนี้ โดยกล้ามเนื้อเฟล็กเซอร์ (flexor) ทำหน้าที่ในการงอขา และกล้ามเนื้อเอ็กเทนเซอร์ (extensor) ทำหน้าที่ในการเหยียดขา ซึ่งการทำงานเป็นแบบแอนทาโกนิซึม (antagonism) เหมือนกับคน

ตำแหน่งกล้ามเนื้อที่ใช้ในการเคลื่อนที่ของตั๊กแตน

แมลงเป็นสัตว์ขนาดเล็ก มีลำตัวเบา แต่มีปีกขนาดใหญ่เมื่อเทียบกับลำตัว แมลงมีระบบกล้ามเนื้อเป็น 2 แบบ คือ

1. ระบบกล้ามเนื้อที่ติดต่อกับโคนปีกโดยตรง

มีกล้ามเนื้อคู่หนึ่งเกาะอยู่ที่โคนปีกด้านในและส่วนท้องเมื่อกล้ามเนื้อคู่นี้หด ตัวจะทำให้ปีกยกขึ้น และกล้ามเนื้ออีกคู่หนึ่งเกาะอยู่กับโคนปีกด้านนอกและส่วนท้องเมื่อกล้ามเนื้อคู่นี้ หดตัวจะทำให้ปีกลดตัวต่ำลง การทำงานของกล้ามเนื้อมัดนี้เป็นแบบแอนทาโกนิซึม (antagonism)ทำให้ปีกของแมลงยกขึ้นและกดลง จึงทำให้เกิดการบินขึ้นได้แก่ แมลงชนิดต่าง ๆ เช่นแมลงปอ

  2.ระบบกล้ามเนื้อที่ไม่ติดต่อกับปีกโดยตรง

          ระบบกล้ามเนื้อที่ไม่ติดกับปีกโดยตรงแต่ติดต่อกับผนังส่วนอก กล้ามเนื้อคู่หนึ่งเป็นกล้ามเนื้อตามขวาง โดยเกาะอยู่กับผนังด้านบนของส่วนอกกับผนังด้านล่างของส่วนอก เมื่อกล้ามเนื้อคู่นี้หดตัวทำให้ช่องอกแคบเข้าและลดต่ำลงเกิดการยกปีกขึ้น ส่วนกล้ามเนื้ออีกคู่หนึ่งจะเป็นกล้ามเนื้อตามยาวไปตามลำตัวเมื่อกล้ามเนื้อคู่นี้หดตัว ทำให้ช่วงอกยกสูงขึ้นทำให้กดปีกลงด้านล่าง การทำงานของกล้ามเนื้อทั้งสองคู่นี้จะทำงานประสานกันเป็นแบบ แอนทาโกนิซึม(antagonism) จึงทำให้ปีกขยับขึ้นลงและบินไปได้ ได้แก่ แมลง

การเคลื่อนที่ของสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง

            สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังหลายชนิด  เช่น  แมงกะพรุนมีของเหลวที่เรียกว่า มีโซเกลีย (mesoglea) แทรกอยู่ระหว่างเนื้อเยื่อชั้นนอกและเนื้อเยื่อชั้นใน การเคลื่อนที่ของแมงกะพรุนเกิดจากการหดตัวของเนื้อเยื่อบริเวณขอบกระดิ่งและที่ผนังลำตัวสลับกันทำให้เกิดแรงดันของน้ำผลักตัวแมงกะพรุนให้พุ่งไปในทิศทางตรงข้ามกับน้ำที่พ่นออกมา 

ก. แมงกะพรุนแสดงมีโซเกลีย ข. การเคลื่อนที่ของแมงกะพรุน

เชื่อมโยงกับฟิสิกส์

          การเคลื่อนที่ของแมงกะพรุนและหมึกเกิดจากการพ่นน้ำออกมาและขณะเดียวกัน น้ำที่พ่อออกมาก็จะมีแรงดัน  ให้สัตว์เคลื่อนที่ไปทิศตรงข้ามตามกฎการเคลื่อนที่ข้อที่ 3 ของนิวตัน

การเคลื่อนที่ของหมึก    

           การเคลื่อนที่ของหมึกเกิดจากการหดตัวของกล้ามเนื้อบริเวณลำตัวทำให้น้ำภายในลำตัวพ่อออกทางท่อ ไซฟอน  (siphon) ซึ่งเป็นท่อสำหรับพ่นน้ำออกมาดันให้ลำตัวของหมึกเคลื่อนที่ไปในทิศทางตรงกับทิศทางของน้ำที่พ่นออกมา 

 การเคลื่อนที่ของสัตว์ที่มีกระดูกสันหลัง

     

การเคลื่อนที่ของโลมาและวาฬ

ภาพแสดงการเคลื่อนที่ของโลมาและวาฬ

            โลมาและวาฬมีขนาดใหญ่กว่าปลาทั่ว ๆ ไปมากและมีรูปร่างเพรียวเหมือนปลา   มีส่วนกระดูกคอสั้น   ทำให้กลมกลืนระหว่างลำตัวกับหัว   ขาคู่หน้าเปลี่ยนไปเป็นครีบ ช่วยในการว่ายน้ำ  และขาคู่หลังก็หดหายไป   แต่มีหางที่แบนขนาดใหญ่ขนานกับพื้น  การเคลื่อนที่ใช้การตวัดหาง  และใช้ครีบหน้าช่วยในการพยุงตัว  ทำให้เคลื่อนที่ไปข้างหน้าได้เป็นอย่างดี

             สัตว์กลุ่มนี้จะมีขาคู่หน้าที่เปลี่ยนแปลงไปมีลักษณะเป็นพาย เรียกว่า  ฟลิปเปอร์   ( flipper )  ช่วยในการโบกพัดร่วมกับส่วนประกอบอื่นของร่างกาย  ทำให้มันเคลื่อนที่ไปในน้ำเป็นอย่างดี   

       ภาพแมวน้ำและเต่าที่มีขาคู่หน้าลักษณะเป็นพายเรียกว่า "flipper"

การเคลื่อนที่ของกบและเป็ดในน้ำ

รูปกบและเป็ดที่บริเวณนิ้วเท้าจะเป็น "web"

       กบและเป็ดขณะที่เคลื่อนไหวในน้ำ จะใช้โครงสร้างที่มีลักษณะเป็นแผ่นบางๆ   ยึดติดอยู่ระหว่างนิ้วเท้าช่วยโบกพัดน้ำทำให้ลำตัวเคลื่อนไปข้างหน้าได้เรียกว่า web ถ้าเป็นการกระโดดของกบจะใช้ขาหลังทั้งสองในการดีดตัวไปข้างหน้า

การเคลื่อนที่ของนก

         นกมีกระดูกที่กลวง   ทำให้ตัวเบา  และอัดตัวกันแน่น  ทำให้นกมีขนาดเล็ก  และรูปร่างเพรียวลมจึงเคลื่อนตัวไปในอากาศได้ดี

      นกมีกล้ามเนื้อที่ใช้ในการขยับปีกที่แข็งแรงโดยกล้ามเนื้อนี้จะยึดอยู่ระหว่างโคนปีกกับกระดูกอก (keel or sternum) กล้ามเนื้อคู่หนึ่ง ทำหน้าที่ เป็น กล้ามเนื้อยกปีก (levater muscle)  คือ กล้ามเนื้อเพกทอราลิสไมเนอร์ (pectorlis minor) และกล้ามเนื้ออีกคู่มีขนาดใหญ่มากทำหน้าที่ในการหุบปีกลง (depresser muscle) คือ กล้ามเนื้อเพกทอราลิสเมเจอร์ (pectorralis major)   การทำงานของกล้ามเนื้อคู่นี้มีลักษณะเป็นแอนทาโกนิซึมด้วย คือ ขณะที่นกกดปีกลง กล้ามเนื้อเพกทอราลิสเมเจอร์จะหดตัว  ส่วน เพกทอราลิสไมเนอร์จะคลายตัวขณะที่นกยกปีกขึ้นกล้ามเนื้อเพกทอราลิสไมเนอร์จะ หดตัวขณะที่กล้ามเนื้อเพกทอราลิสเมเจอร์จะคลายตัวสลับกันไป

ภาพนกแสดงปีกขนที่ปีกและกล้ามเนื้อกดปีก

นกมีถุงลม  (air sac)

       ถุงลมของนกเจริญดีมากและอยู่ติดกับปอด  นอกจากนี้ยังแทรกเข้าไปในโครงกระดูกด้วย  ในขณะที่นกหายใจเข้ากระดูกอกจะลดต่ำลงถุงลมขยายขนาดขึ้น  อากาศจะไหลผ่านเข้าสู่หลอดลม  เข้าสู่ปอดและเข้าสู่ถุงลมตอนท้าย  ส่วนอากาศที่ถูกใช้แล้ว  จะออกจากปอดเข้าสู่ถุงลมตอนหน้า  ในขณะที่หายใจออก  อากาศจากถุงลมตอนท้ายจะเข้าสู่ปอด  ทำให้ปอดพองออกและอากาศจากถุงลมตอนหน้าถูกขับออกนอกร่างกายต่อไปอย่างนี้เสมอ    การมีถุงลมของนกทำให้เพิ่มประสิทธิภาพในการถ่ายเทอากาศให้แก่ปอดได้เป็นอย่างดี  แต่ถุงลมทำหน้าที่ช่วยปอดเท่านั้นไม่ได้ทำหน้าที่ในการแลกเปลี่ยนแก๊ส  การที่นกบินนกต้องใช้พลังงานจำนวนมาก จึงทำให้นกมีเมแทบอลิซึมสูงมาก  นกจึงต้องกินมากและใช้ออกซิเจนมากด้วย

นกมีขน (feather)

        ขนของนกบางและเบาช่วยในการอุ้มอากาศ  ขนที่ปีกช่วยในการดันอากาศขณะหุบปีกลง  ทำให้ตัวนกพุ่งไปข้างหน้า    การเคลื่อนที่ของนกในอากาศจะเร็วหรือช้าขึ้นอยู่กับน้ำหนักของ   ตัวนก   ขนาดของปีก   ความเร็วของการขยับปีกและกระแสลมในขณะที่นกเริ่มบินต้องใช้แรงอย่างมากแต่เมื่อลอยตัวอยู่ในอากาศแล้วก็ไม่ต้องใช้แรงมากนัก  การบินของนกโดยทั่ว ๆ ไป  มีดังนี้

1.  นกกางปีกออกเต็มที่

2.  นกจะโบกปีกลงทำให้ลำตัวนกเชิดขึ้น  เนื่องจากเกิดแรงปะทะกับอากาศ  ตัวนกจึงลอยขึ้นไปในอากาศได้

 3.  ปีกที่โบกลงนั้นจะเคลื่อนที่ไปข้างหน้า  ทำให้เกิดแรงปะทะกับอากาศเพิ่มมากขึ้น

 4.  เมื่อโบกปีกลงและเคลื่อนที่ไปข้างหน้าแล้ว  นกจะยกปีกขึ้น  และสะบัดไปข้างหลังอย่างแรง  ทำให้นกพุ่งไปข้าง

     หน้ากระบวนการต่างๆ เกิดขึ้นเร็วมาก  จึงทำให้นกบินได้อย่างรวดเร็ว