สรุป เรื่อง โครงสร้างที่ใช้ในการแลกเปลี่ยนแก๊สของสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวและของสัตว์

สรุป เรื่อง โครงสร้างที่ใช้ในการแลกเปลี่ยนแก๊สของสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวและของสัตว์

อะมีบาอาศัยอยู่ในน้ำ แก๊สที่ละลายอยู่ในน้ำจึงแพร่ผ่านเยื่อหุ้มเซลล์เข้าไปได้ โดยอะมีบาใช้เยื่อหุ้มเซลล์เป็นโครงสร้างทำหน้าที่แลกเปลี่ยนแก๊ส คล้ายกับการแลกเปลี่ยนแก๊สของเซลล์เม็ดเลือดแดงคน แต่ในเซลล์เม็ดเลือดแดงของคนมีประสิทธิภาพดีกว่าปัจจัยที่จำเป็นในการแลกเปลี่ยนแก๊สระหว่างสิ่งแวดล้อมกับสิ่งมีชีวิตต่าง ๆ

พื้นที่ผิวสำหรับแลกเปลี่ยนแก๊สของสิ่งมีชีวิตเหล่านั้นจะต้องบางและเปียกชื้นอยู่เสมอ แต่ไม่จำเป็นต้องมีหลอดเลือด เช่น พลานาเรียยังไม่มีหลอดเลือด

อวัยวะสำหรับแลกเปลี่ยนแก๊สของสัตว์น้ำส่วนใหญ่ คือ เหงือก ( Gills ) เช่น ในกุ้ง หอย ปู ปลา

ข้อที่ได้เปรียบของอวัยวะแลกเปลี่ยนแก๊สในสัตว์น้ำคือ อวัยวะ แลกเปลี่ยนแก๊สนั้นจะเปียกชื้นอยู่เสมอ

สิ่งที่ไม่เหมาะสมกับการแลกเปลี่ยนแก๊สของสัตว์น้ำเมื่อเทียบกับสัตว์บก คือปริมาณออกซิเจนที่ละลายอยู่ในน้ำมีปริมาณที่น้อยมาก เมื่อเทียบกับบนบก

ตั๊กแตนและแมลงอื่น ๆ มีการหายใจโดยผ่านอากาศเข้าทางช่องหายใจ เข้าสู่ท่อลมแล้วเข้าสู่เนื้อเยื่อโดยตรง ดังนั้นการหมุนเวียนแก๊สผ่านเข้าออกจึงขึ้นอยู่กับจังหวะเคลื่อนไหวของลำตัวแมลง

ประมาณกันว่าพื้นที่ผิวของถุงลมในปอด เมื่อนำมาต่อกันจะมีขนาดใหญ่ประมาณสนามเทนนิส

ในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยน้ำนม ศูนย์ควบคุมการหายใจอยู่ที่ medulla oblongata  ซึ่งเชื่อมระหว่าง cerebellum และ spinalcord  ปลาดาวเป็นสัตว์ใน Phylum Echinodermata   ใช้น้ำแทนเลือด การแลกเปลี่ยนแก๊สเกิดกับผนังลำตัวผ่านเข้าไปยัง body fluid  ยกเว้นพวกปลิงทะเล ซึ่งมี respiratory tree   ซึ่งเปิดที่ Cloaca  เป็นตัวแลกเปลี่ยนแก๊ส งูดินมีปอดและผิวหนังเป็นอวัยวะแลกเปลี่ยนแก๊ส

ถุงลมพิเศษของนกที่เพิ่มออกมาจากปอดเป็นส่วนที่เก็บอากาศสำรองเอาไว้ใช้ในขณะนกบิน เมื่อนกหายใจเข้าอากาศจะผ่านเข้าปอดแล้วเก็บสำรองไว้ในถุงลม อากาศในปอดแลกเปลี่ยนแก๊สกับหลอดเลือดฝอยแล้วนกหายใจออกอากาศในถุงลมที่เก็บไว้ออกมาแทนที่ ทำให้เกิดการแลกเปลี่ยนแก๊สอีกครั้ง นกหายใจเข้าออก 1 ครั้งจะเกิดการแลกเปลี่ยนแก๊สถึง 2 หน

ในการจับสัตว์ใส่ไว้ในอุปกรณ์ที่เก็บลมหายใจออกเอาไว้ให้สัตว์นั้นสูดเข้าไปใช้อีก ปริมาณ CO₂ ในอากาศจะเพิ่มขึ้นทำให้สัตว์นั้นต้องเพิ่มอัตราการหายใจ

ในการที่จับสัตว์ไปขังไว้ในอุปกรณ์ที่ปิดสนิท และสามารถดูด CO₂ จากลมหายใจออกของสัตว์ออกจนหมดทุกครั้ง แล้วปล่อยให้สัตว์นั้นหายใจต่อไป ปรากฏว่าชั่วระยะเวลาหนึ่งการหายใจยังเป็นปกติ แต่หลังจากนั้นอัตราการหายใจเพิ่มขึ้นแสดงว่าออกซิเจนที่อยู่ในอุปกรณ์นั้นลดปริมาณลงทุกทีสัตว์จึงต้องเพิ่มอัตราการหายใจ

ปริมาณ CO₂ ในน้ำจะเพิ่มขึ้น เพราะปลาหายใจเอา CO₂ ออกมา เมื่อ CO₂  ละลายน้ำจะมีสภาวะเป็นกรด ทำให้บรอมไทมอลบลู เปลี่ยนเป็นสีเหลือง

               พลานาเรียแลกเปลี่ยนแก๊สผ่านลำตัวที่เปียกชื้น เช่นเดียวกับไส้เดือนดิส่วนอะมีบาไม่ถือเป็นสัตว์ แต่เป็นสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียว ใช้หลักการแพร่ผ่านเซลล์เหมือนกัน หอยใช้เหงือก หอยทากใช้ปอด

โพรทิสตาหรือโพรโทซัว ใช้หลักการแพร่ของแก๊สผ่านเยื่อหุ้มเซลล์               พลานาเรียและไส้เดือนดินใช้หลักในการแพร่ของ O₂ ผ่านผิวลำตัวที่เปียกชื้นและบาง และต้องการพื้นที่ผิวสัมผัสมาก แต่ไส้เดือนดินขนาดใหญ่กว่า การปรับตัวให้รับแก๊ส O₂ ได้ดี โดยมีระบบเลือดมาสัมผัสเพื่อรับแก๊สที่แพร่เข้ามา ส่วนพลานาเรียตัวแบนกว่า พื้นที่ผิวมากกว่าเมื่อเทียบกับไส้เดือนดิน แก๊สจึงแพร่ผ่านไปทีละเซลล์จนสัมผัสเซลล์ของเนื้อเยื่อ

แมลงมีระบบท่อลมที่แตกแขนงเป็น Tracheole ไปสัมผัสเซลล์ร่างกาย ปลาย Tracheole มีของเหลวอาบอยู่ล้อมรอบ O₂ จึงละลายในของเหลวนี้แล้วแพร่เข้าเซลล์

แมลงจะหายใจไม่ทัน เมื่อร่างกายมีขนาดใหญ่มาก การส่งอากาศจากภายนอกเข้าไปถึงทุกเซลล์ของร่างกาย โดยอาศัย Tracheole จะเกิดไม่ทั่วถึงและ Tracheole เหล่านั้น อาจถูกบีบให้แฟบก็ได้

Blood gill คือเหงือกที่มีหลอดเลือดมาเลี้ยง O₂ ที่จะได้รับจะผ่านเมมเบรนของเหงือกเข้าสู่หลอดเลือด ไปตามหลอดเลือดเพื่อเลี้ยงเนื้อเยื่อ พบในหอย กุ้ง ปู ปลา ลูกกบ ซาลามานเดอร์

ลักษณะที่ได้เปรียบของปลาในการแลกเปลี่ยนแก๊สโดยอาศัยเหงือก แต่ข้อที่สำคัญที่สุด คือการมีหลอดเลือดฝอยแทรกอยู่ในซี่เหงือกจำนวนมากนั้น เมื่อมีพื้นที่ผิวในการสัมผัสกับน้ำมากย่อมมีหลอด

เลือดฝอยที่จะรับ O₂ ได้มากด้วย  พื้นที่ผิวของซี่เหงือกที่สัมผัสกับน้ำมาก หลอดเลือดฝอยในซี่เหงือกย่อมมีโอกาสรับ O₂ ในน้ำได้มากด้วย โดยการให้ระบบหลอดเลือดฝอยและระบบน้ำได้สัมผัส และโดยเฉพาะเมื่อ 2 ระบบนี้ไหลสวนทางกันด้วยโอกาสที่ O₂ จะแพร่จากน้ำเข้าหลอดเลือดฝอยจะเกิดได้ตลอดเวลาที่ 2 ระบบนี้สัมผัสกันอยู่

Respiratory tree เป็นอวัยวะแลกเปลี่ยนแก๊สของปลิงทะเลแตกแขนงคล้ายกิ่งไม้ออก 2 ข้าง เปิดออกภายนอกที่โคลเอกา เมื่อโคลเอกาหดตัวน้ำจะไหลเข้าท่อนี้ เมื่อโคลเอกาคลายตัวน้ำจะไหลออกจากท่อ

*************************************************************************************