สัตว์มีกระดูกสันหลัง มีลักษณะอันเป็นเอกลักษณ์อย่างไร และประกอบด้วยกลุ่มย่อยใดบ้าง

สัตว์มีกระดูกสันหลัง (Vertebrate)

สัตว์มีกระดูกสันหลัง เป็นกลุ่มสัตว์ที่มีวิวัฒนาการสูงสุดในอาณาจักรสัตว์

อาณาจักรสัตว์ (Animal Kingdom) คือหนึ่งในห้าอาณาจักรของสิ่งมีชีวิตบนโลก และสิ่งมีชีวิตที่มีวิวัฒนาการสูงสุดในอาณาจักรนี้คือ สัตว์มีกระดูกสันหลัง (Vertebrate) โดยมีไขสันหลัง (Spinal Cord) หรือกระดูกสันหลัง (Vertebrae) เป็นแกนหลักที่ช่วยพยุงโครงสร้างของร่างกาย มีลักษณะกระดูกที่เรียงร้อยต่อกันเป็นข้อตามแนวยาวด้านหลังของสิ่งมีชีวิต ทำหน้าที่ปกป้องเส้นประสาทและระบบสมอง ซึ่งเป็นอวัยวะที่สำคัญต่อการเรียนรู้และพฤติกรรมของสัตว์มีกระดูกสันหลัง

โครงสร้างของสัตว์มีกระดูกสันหลัง

นอกจากกระดูกสันหลังและไขสันหลังซึ่งถือเป็นโครงร่างภายใน (Internal Skeleton) สัตว์มีกระดูกสันหลังส่วนใหญ่มีแขนขา 2 คู่ ซึ่งรวมไปถึงครีบของสัตว์จำพวกปลา และปีกในกลุ่มสัตว์ปีก ในสัตว์มีกระดูกสันหลัง ระบบเนื้อเยื่อของร่างกายเจริญเป็นอวัยวะต่างๆที่มีการทำงานอย่างสลับซับซ้อนและมีระบบกล้ามเนื้อ (Muscular System) จำนวนมาก ช่วยส่งเสริมให้สัตว์มีกระดูกสันหลังสามารถเคลื่อนไหวอย่างมีประสิทธิภาพ และระบบประสาทส่วนกลาง (Central Nervous System: CNS) ที่ส่งเสริมให้สัตว์มีกระดูกสันหลังสามารถเคลื่อนไหวได้หลากหลายมิติ สามารถรับรู้ความรู้สึก ประมวลผล และปรับตัว ก่อให้เกิดพฤติกรรมและการเข้าสังคมที่แตกต่างจากสิ่งมีชีวิตหรือสัตว์จำพวกอื่น

โครงร่างแข็งภายในสัตว์มีกระดูสันหลัง ช่วยพยุงโครงร่างของร่างกาย และส่งเสริมการเคลื่อนไหว

วิวัฒนาการของสัตว์มีกระดูกสันหลัง

จากจุดเริ่มต้นของสิ่งมีชีวิตในมหาสมุทร วิวัฒนาการเริ่มจากสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวไปจนกระทั่งถึงสัตว์มีกระดูกสันหลัง กลุ่มปลาออสตราโคเดิร์ม (Ostracoderm) หรือปลาไม่มีขากรรไกรที่สูญพันธุ์ไปแล้ว เป็นสัตว์มีกระดูกสันหลังกลุ่มแรกที่วิวัฒน์ขึ้นมา

เมื่อประชากรสัตว์มีกระดูกสันหลังในแหล่งน้ำเพิ่มจำนวนมากขึ้น จนก่อให้เกิดการแย่งชิงพื้นที่และแหล่งอาหาร เป็นแรงผลักให้สัตว์มีกระดูกสันหลังต้องปรับตัวครั้งใหญ่เพื่อความอยู่รอด ด้วยการขึ้นมาอาศัยอยู่บนบก เกิดเป็นกลุ่มสัตว์สะเทินน้ำสะเทินบก นับเป็นการเปลี่ยนแปลงทางสรีรวิทยาครั้งสำคัญ ทั้งการปรับเปลี่ยนทางโครงสร้างร่างกายเพื่อการเคลื่อนไหวบนบก ระบบการหายใจ พฤติกรรมการหาอาหาร และการเผชิญหน้ากับความแห้งแล้งของสภาพแวดล้อมที่เปลี่ยนแปลงไปโดยสิ้นเชิง ทำให้โลกของเรามีกลุ่มสัตว์เลื้อยคลาน สัตว์ปีก และสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม รวมถึงมนุษย์เรา ในเวลาต่อมา

สัตว์มีกระดูกสันหลังแบ่งออกเป็น 5 กลุ่มย่อย ได้แก่

  • สัตว์พวกปลา (Fish): มีรูปร่างเรียวยาว ลำตัวค่อนข้างแบน มีครีบและหาง ซึ่งใช้ในการทรงตัวและการเคลื่อนไหวในน้ำ หายใจด้วยเหงือก นอกจากนี้ อุณหภูมิในร่างกายของปลาสามารถปรับเปลี่ยนไปตามอุณหภูมิของแหล่งน้ำที่อยู่อาศัย ปลาจึงจัดเป็น “สัตว์เลือดเย็น” (Cold-blooded) เช่น ปลากระเบน ปลากะพง และม้าน้ำ
ปลากระดูกออ่อน, ปลาฉลาม, สัตว์มีกระดูกสันหลัง
ปลาฉลามกรีนแลนด์ในภาพอายุมากกว่าร้อยปี แหวกว่ายอยู่ใต้ผืนน้ำแข็งรอบกรีนแลนด์
  • สัตว์สะเทินน้ำสะเทินบก (Amphibian): สามารถอาศัยอยู่ทั้งบนบกและในน้ำ โดยส่วนมากมักดำรงชีวิตอยู่ภายในน้ำ ขณะเป็นช่วงระยะตัวอ่อนมีแขนขา 2 คู่ ที่ใช้ในการเคลื่อนไหว หายใจทั้งทางเหงือกและปอด (เมื่อโตเต็มวัย) มีต่อมเมือกใต้ผิวหนังที่ทำให้ร่างกายคงความชุ่มชื้นตลอดเวลา เช่น กบ คางคก เขียดงู และซาลาแมนเดอร์
สัตว์มีกระดูกสันหลัง, กบที่เล็กที่สุดในโลก, กบ, ปาด, สัตว์สะเทินน้ำสะเทินบก
กบ Paedophryne amanuensis เป็นกบที่มีขนาดเล็กที่สุดในโลก อาศัยอยู่ในป่าฝนของปาปัวนิวกินี
  • สัตว์เลื้อยคลาน (Reptile): มีผิวหนังหนา มีเกล็ดที่แข็งและแห้งปกคลุมลำตัว หรือมีกระดองแข็งห่อหุ้มลำตัว ใช้ปอดในการหายใจ เป็นสัตว์เลือดเย็นที่อาศัยอยู่บนพื้นดินเป็นส่วนใหญ่ เช่น จระเข้ เต่า งู และจิ้งจก
จระเข้ไคแมน, สัตว์มีกรพดูกสันหลัง, สัตว์เลื้อยคลาน
จระเข้ไคแมนสีดำวัยเยาว์ ในเขตป่าสงวนตัมโบปาตาคันดาโม ประเทศเปรู ที่ซึ่งพวกมันรอดพ้นจากการล่าสัตว์
  • สัตว์ปีก (Bird): มีขาและปีกอย่างละคู่ มีรูปร่างเพรียวปกคลุมด้วยขน มีปากเป็นจะงอยแหลม ฟันลดรูป กระดูกทั่วร่างกายเป็นโพรง ซึ่งทำให้มีน้ำหนักเบา หายใจโดยใช้ปอด เป็นสัตว์เลือดอุ่น เช่น นก ห่าน และหงส์
สัตว์ปีก, สัตว์มีกระดูกสันหลัง, นกกระจอกเทศ
นกกระจอกเทศเป็นสัตว์ปีกที่วิ่งเร็ว และมีขนาดใหญ่ที่สุดในโลก
  • สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม (Mammal): เป็นสัตว์ที่มีวิวัฒนาการสูงสุด ระบบผิวหนังมีขนปกคลุม มีแขนขา 2 คู่ มีระบบสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ มีการปฏิสนธิภายใน และมีต่อมน้ำนมในเพศเมีย สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมเป็นสัตว์เลือดอุ่น เช่น วาฬ สุนัข และมนุษย์
มานาที, สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม, สัตว์มีกระดูกสันหลัง
มานาที เป็นสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่มีบรรพบุรูษร่วมกันกับช้างที่พบในปัจจุบัน แต่วิวัฒนาการถดถอยกลับลงไปอาศัยอยู่ในน้ำ

สัตว์มีกระดูกสันหลังในปัจจุบัน

ปัจจุบัน มีการค้นพบสัตว์มีกระดูกสันหลังราว 65,000 ชนิด คิดเป็นเพียงร้อยละ 3 ของสิ่งมีชีวิตทั้งหมดบนโลก โดยมีขนาดตั้งแต่ 0.3 นิ้ว หรือราว 0.8 เซนติเมตร ไปจนถึงความยาวมากกว่า 30 เมตร หนักกว่า 180 ตัน เช่น วาฬสีน้ำเงิน ซึ่งถือเป็นสัตว์มีกระดูกสันหลังหรือสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่มีขนาดใหญ่ที่สุดในโลก

สืบค้นและเรียบเรียง
คัดคณัฐ ชื่นวงศ์อรุณ


ข้อมูลอ้างอิง

คณะวิทยาศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย – http://www1a.biotec.or.th/BRT/dmdocuments/reptile%20adaptation.pdf

Dorling Kindersley Limited – https://www.dkfindout.com/us/animals-and-nature/animal-kingdom/what-is-vertebrate/

มหาวิทยาลัยมหิดล – https://il.mahidol.ac.th/e-media/150charles-darwin/Less6_1.html

Biology4kids.com – http://www.biology4kids.com/files/vert_main.html

National Geographic – https://www.nationalgeographic.com/news/2012/1/120111-smallest-frogs-vertebrates-new-species-science-animals/


เรื่องอื่นๆ ที่น่าสนใจ : 12 ทฤษฎี เราวิวัฒนาการมาเป็นมนุษย์ได้อย่างไร?

วิวัฒนาการมนุษย์
ราว 3 ล้านปีก่อน เมื่อสภาพอากาศของแอฟริกากลับกลายเป็นแห้งแล้งมากขึ้น ผืนป่าลดจำนวนลงและทุ่งหญ้าเข้ามาแทนที่ส่งผลให้บรรพบรุษของเราต้องปรับตัว
ภาพถ่ายโดย Mauricio Anton

เรื่องแนะนำ

ทำไมเราจึงหลงใหลดาวอังคารได้ถึงเพียงนี้

ดาวอังคาร ดาวเคราะห์แดงฝุ่นคลุ้งดวงนี้ดึงดูดเรามาหลายศตวรรษแล้ว แม้ขณะที่เราเรียนรู้มากขึ้น ความลึกลับของมันยิ่งพาให้เราลุ้นระทึก คืนอบอุ่นกลางเดือนตุลาคม ฉันขับรถวนไปตามทางขึ้นหอดูดาวแมกคอร์มิกของมหาวิทยาลัยเวอร์จิเนีย ในภารกิจไขความลี้ลับที่ค้างคาใจมานานว่า ทำไมชาวโลกจึงหมกมุ่นกับ ดาวอังคาร ได้ขนาดนี้ โดมหอดูดาวบนยอดเขาเปิดอยู่ เห็นเป็นเสี้ยวสีอำพันในความมืดของฤดูใบไม้ร่วง ภายในโดมมีกล้องโทรทรรศน์ที่จะช่วยให้ฉันเห็นดาวอังคารอย่างที่ปรากฏแก่ผู้สังเกตเมื่อกว่าหนึ่งศตวรรษมาแล้ว ครั้งที่นักดาราศาสตร์ ผู้กระตือรือร้นใช้กล้องนี้เมื่อปี 1877 เพื่อยืนยันการค้นพบดวงจันทร์จิ๋วสองดวงของดาวอังคาร ได้แก่ โฟบอส และดีมอส คืนนี้นักดาราศาสตร์ของมหาวิทยาลัยเวอร์จิเนีย เอ็ด เมอร์ฟี ขึ้นมาที่หอดูดาวเป็นกรณีพิเศษ เพราะหอดูดาว ปิดเนื่องจากการระบาดของโควิด-19 จังหวะการโคจรของดาวเคราะห์ต่างๆ ทำให้ขณะนี้ดาวอังคารอยู่ในตำแหน่ง ที่ใหญ่และสว่างที่สุดบนท้องฟ้า และเมอร์ฟีก็คำนวณแล้วว่า ช่วงนี้เป็นเวลาที่ดีที่สุดสำหรับดู ดาวอังคาร จากตอนกลางของรัฐเวอร์จิเนีย ที่ซึ่งอากาศปั่นป่วนสามารถทำให้การสังเกตท้องฟ้ายามค่ำคืนเป็นเรื่องยุ่งยาก เขาปีนบันไดขึ้นไปยังฐานสังเกตการณ์ซึ่งเป็นนั่งร้านไม้สร้างมาตั้งแต่ปี 1885 เขาหมุนกล้องโทรทรรศน์ยักษ์ไปหาจุดสีส้มสว่างแจ่มจ้า ปรับปุ่มหมุนเพื่อดึงภาพดาวเคราะห์ให้ชัด “รอหลายอึดใจหน่อยนะครับ รอช่วงบรรยากาศนิ่ง แล้วคุณจะเห็นดาวอังคารที่คมชัดจริงๆ… ก่อนที่มันจะมัวลงอีก” เมอร์ฟีพูดผ่านหน้ากากอนามัยลายอวกาศ เราสลับที่กัน เมื่อมองจากกล้องโทรทรรศน์ ดาวอังคารเป็นลูกกลมสีชมพูหัวกลับที่เดี๋ยวชัดเดี๋ยวไม่ชัด ฉันร่างภาพมืดๆ ของดาวอังคารอย่างไม่สู้จะเต็มใจนักในช่วงไม่กี่อึดใจที่ภาพคมชัด พยายามอย่างที่สุดที่จะสวมวิญญาณนักวิชาการในสมัยศตวรรษที่ 19 ผู้เคยทำแผนที่ภูมิทัศน์ของดาวดวงนี้ บางคนถึงกับปักใจเชื่อว่า ภาพต่างพิภพนั้นประทับไว้ด้วยเครื่องหมายบ่งบอกถึงอารยธรรมล้ำยุค ทุกวันนี้เรารู้ว่า ไม่มีร่องรอยหรือเส้นสายของงานวิศวกรรมมหึมาทาบทับกันไปมาบนพื้นผิวสีชาดของ […]

นักวิจัยไทยปลูก ผลึกโปรตีน บนอวกาศสำเร็จ

ไบโอเทค สวทช. จิสด้า และ JAXA ผนึกกำลังปลูก ผลึกโปรตีน บนสถานีอวกาศสำเร็จแล้ว หลังจากที่ประเทศไทยส่งงานวิจัยสัญชาติไทย “การทดลองปลูก ผลึกโปรตีน ในอวกาศเพื่อพัฒนายาต้านโรคมาลาเรีย” ของ ดร.ชัยรัตน์ อุทัยพิบูลย์ นักวิจัยอาวุโส ศูนย์พันธุวิศวกรรมและเทคโนโลยีชีวภาพแห่งชาติ หรือไบโอเทค จาก สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.) ซึ่งเป็นงานวิจัยที่ได้รับคัดเลือกจากโครงการวิจัยวิทยาศาสตร์อวกาศและการทดลองในอวกาศ National Space Exploration หรือ NSE ของสำนักงานพัฒนาเทคโนโลยีอวกาศและภูมิสารสนเทศ (องค์การมหาชน) หรือจิสด้า ให้ทำการทดลองในสถานีอวกาศนานาชาติ หรือ ISS เมื่อช่วงกลางปีที่ผ่านมา จนกระทั่งวันนี้ งานวิจัยดังกล่าวสำเร็จได้ผลึกโปรตีนที่มีคุณภาพพร้อมใช้ในการศึกษาต่อเพื่อการออกแบบยาต้านมาลาเรียต่อไป ดร.ชัยรัตน์ฯ หัวหน้างานวิจัยฯ เปิดเผยว่า การตกผลึกโปรตีนมีความสำคัญตรงที่เราจะเห็นโครงสร้างของตัวโปรตีนที่เป็นเป้าหมายของยาอย่างชัดเจน ซึ่งจะทำให้เราสามารถออกแบบตัวยาที่จะสามารถจับกับโปรตีนตัวนี้ได้ดียิ่งขึ้น เมื่อเราเห็นตัวโครงสร้างที่ชัดเจน เปรียบเสมือนเราเห็นตัวแม่กุญแจแล้วเราหาลูกกุญแจไปจับเพื่อให้มันเหมาะสม โดยการตกผลึกโปรตีนในอวกาศจะได้ตัวผลึกที่มีคุณภาพที่ดีกว่าการตกผลึกโปรตีนบนพื้นผิวโลก เพราะในอวกาศไม่มีแรงโน้มถ่วง ตัวผลึกก็สามารถสร้างได้แบบธรรมชาติที่สุดในตัวของมันเองและผลการตกผลึกครั้งนี้ก็ออกมาดีเกินคาด หลังกลับมาจากการทดลองในสถานีอวกาศฯ ผลึกโปรตีนได้ถูกส่งต่อไปยังองค์การสำรวจอวกาศญี่ปุ่น หรือ JAXA เพื่อทำการทดลองต่อโดยการยิงแสงซินโครตรอนเพื่อดูการกระเจิงของแสง สิ่งที่เราต้องการคือข้อมูลการกระเจิงของแสง แล้วเอาข้อมูลมาคำนวณสร้างเป็นโครงสร้าง 3 มิติของโปรตีนในคอมพิวเตอร์ […]

ประเภทของพายุ และการกำเนิดพายุ

ประเภทของพายุ ที่เกิดขึ้นตามภูมิภาคต่างๆ บนโลกของเรา มีแหล่งกำเนิดและความรุนแรงที่แตกต่างกัน ในช่วงฤดูมรสุม เรามักได้รับฟังการนำเสนอข่าวเกี่ยวกับเหตุอุทกภัยในพื้นที่ต่างๆ ทั้งในและต่างประเทศ ส่วนใหญ่เกิดจากพายุฝนที่หอบเอาความชื้นและน้ำฝนจากทะเลเคลื่อนตัวขึ้นไปยังแผ่นดิน นักวิทยาศาสตร์ได้ศึกษาเรื่องการกำเนิดพายุมาเป็นเวลานานแล้ว และได้จำแนก ประเภทของพายุ ตามความรุนแรงและแหล่งกำเนิด พายุ (Storm) คือ ปรากฏการณ์ทางธรรมชาติที่ทำให้สภาพแวดล้อมและชั้นบรรยากาศโลกถูกรบกวน ซึ่งก่อให้เกิดผลกระทบโดยตรงต่อทรัพยากรธรรมชาติ สิ่งปลูกสร้าง และสิ่งมีชีวิตบนพื้นผิวโลก พายุเป็นการเปลี่ยนแปลงทางสภาพอากาศที่รุนแรง โดยมักเกิดขึ้นพร้อมกับการเกิดลมกระโชกแรง ลูกเห็บตก ฟ้าร้อง ฟ้าผ่า ฝนตกหนัก รวมไปถึงการพัดพาสสารบางอย่างผ่านไปในชั้นบรรยากาศที่ก่อให้เกิดพายุฝุ่น พายุหิมะ และพายุทราย เป็นต้น การกำเนิดพายุ พายุเกิดจากการเคลื่อนที่ของลม หรือ มวลอากาศ จากความแตกต่างของอุณหภูมิในบรรยากาศโดยรอบ ซึ่งพายุมักเกิดในพื้นที่ที่มีความกดอากาศต่ำ ทำให้เกิดกระแสลมพัดเข้าหาจุดศูนย์กลางของบริเวณดังกล่าว เนื่องจากมวลอากาศร้อนจะลอยตัวขึ้นสูง ส่งผลให้มวลอากาศในแนวราบที่มีอุณหภูมิต่ำกว่าเข้ามาแทนที่ ทำให้เกิดการหมุนเวียนของอากาศ เกิดกระแสการเคลื่อนที่ของลมและเกิดการก่อตัวขึ้นของเมฆ ก่อนพัฒนาไปเป็นพายุในรูปแบบต่างๆ บริเวณความกดอากาศต่ำ (Low Pressure Area: L) คือ พื้นที่ที่มวลของอากาศได้รับความร้อนสูงจากดวงอาทิตย์ ทำให้เกิดการยกตัวสูงขึ้น ส่งผลให้ความกดอากาศบริเวณนั้นมีค่าลดลงต่ำกว่าบริเวณใกล้เคียงหรือบริเวณโดยรอบ ขณะที่บริเวณความกดอากาศสูง (High Pressure Area: H) […]

สสาร และการเปลี่ยนแปลงสถานะ (States of Matter)

สสาร (Matter) หมายถึง สิ่งที่มีมวล (Mass) และปริมาตร (Volume) ดำรงอยู่ในพื้นที่ว่าง (Space) โดยที่เราสามารถรับรู้ไสสารได้จากประสาทสัมผัสทั้ง 5 ดังนั้น สสาร คือทุกสิ่งที่อยู่รอบตัวเรา ไม่ว่าจะเป็นอากาศที่เราหายใจ น้ำที่เราดื่ม บ้านพักที่เราอยู่อาศัย รวมถึงไปต้นไม้และสิ่งมีชีวิตอื่นๆ รวมไปถึงร่างกายของเราเอง โดยสสารที่ได้รับการศึกษาหรือค้นคว้าทางวิทยาศาสตร์ จนทราบถึงคุณสมบัติและองค์ประกอบที่แน่ชัดแล้วจะถูกเรียกว่า “สาร” (Substance) สถานะทั้ง 4 ของสสารในธรรมชาติ 1. ของแข็ง (solid) : สถานะของสสารที่มีรูปร่างและมีปริมาตรที่แน่นอน จากการจัดเรียงของอนุภาคองค์ประกอบภายในอย่างเป็นระเบียบและแนบชิดติดกัน มีความหนาแน่นและแรงยึดเหนี่ยวระหว่างอนุภาคสูง ถึงแม้จะมีช่องว่างขนาดเล็กระหว่างอนุภาคของสสารในสถานะของแข็ง ส่งผลให้อนุภาคสั่นไปมาได้เล็กน้อย แต่อนุภาคไม่สามารถเคลื่อนที่ไปมาได้เช่นเดียวกับสสารในสถานะอื่นๆ ดังนั้น สสารในสถานะของแข็งจึงสามารถทนทานต่อการสูญเสียรูปทรงและการเปลี่ยนแปลงในปริมาตรได้มาก เช่น เหล็ก อะลูมิเนียมและทองแดง เป็นต้น 2. ของเหลว Liquid : สถานะของสสารที่มีปริมาตรคงที่ แต่สามารถเปลี่ยนรูปร่างตามภาชนะที่ใช้บรรจุ จากการมีอนุภาคองค์ประกอบเรียงตัวอยู่ห่างจากกันเล็กน้อย ส่งผลให้แรงยึดเหนี่ยวระหว่างอนุภาคไม่สูงเท่าสสารในสถานะของแข็ง อนุภาคของของเหลวจึงสามารถเคลื่อนที่ไปมาได้ในระยะใกล้ เช่น น้ำ แอลกอฮอล์และน้ำมัน เป็นต้น […]