เมื่อน้ำแห้งปลาบางชนิดอยู่รอดได้อย่างไร

By -

ปลามีปอด
ปลาน้ำจืดที่สามารถหายใจในอากาศได้มีไม่ต่ำกว่า 70 ชนิด บางชนิดกับส่วนของร่างกายที่เราคาดไม่ถึง เช่น หลอดคอ หรือกระเพาะอาหารส่วนท้าย ยังสามารถแลกเปลี่ยนก๊าซจากอากาศได้โดยตรง ส่วนใหญ่ปลาโบราณจะหายใจในอากาศ เช่นปลาในสกุล Amia, Polypterus และ Lepisosteus เช่นเดียวกับปลามีปอดอเมริกาใต้ และปลามีปอดอัฟริกา เป็นปลาที่ใช้ถุงลมทำหน้าที่เสมือนปอดหายใจในอากาศ ซึ่งสามารถทำได้ดีเท่ากับการหายใจด้วยเหงือก ถ้าไม่ได้ขึ้นมาหายใจที่ผิวน้ำมันก็อาจจะจมน้ำตายได้ แตกต่างจากปลาที่หายใจในน้ำอย่างเช่นปลามีปอดออสเตรเลีย Neoceratodus เมื่อมันมีความจำเป็นหรือถูกกดดันเท่านั้นมันถึงจะใช้ปอดที่มีเพียงถุงเดียวในการหายใจ ปริมาณของออกซิเจนในน้ำจืดที่มีน้อยกว่าในทะเลทำให้การหายใจด้วยปอดเป็นข้อได้เปรียบกว่า ช่องทางเดินอาหารที่ยื่นออกมาของมันจะถูกดัดแปลงไปเป็นปอด การหายใจในอากาศของพวกปลากระดูกแข็งเป็นลักษณะของบรรพบุรุษของมัน ที่อาจมีมาตั้งแต่ยุคดีโวเนียนตอนต้น การแก้ปัญหาในน้ำจืด ทั้งปลาน้ำจืดในยุคดีโวเนียนและปลาน้ำจืดในยุคปัจจุบันอาจต้องเผชิญเหมือนกัน หน้าที่ของปอดในยุคแรกอาจทำหน้าที่เช่นเดียวกับถุงลมของปลาในปัจจุบัน ซึ่งเป็นอวัยวะที่ใช้ในการลอยตัว

ปลามีปอดออสเตรเลีย Neoceratodus เป็นปลาขนาดใหญ่ มีลักษณะใกล้เคียงกับบรรพบุรุษมากที่สุด ความยาวของบางตัวอาจมีถึง 112 เซนติเมตร มีเกล็ดขนาดใหญ่แบบไซคลอยด์ตลอดทั้งตัว ครีบคล้ายใบพายขนาดใหญ่ มีหางแบบไดฟิเซอคัลขนาดใหญ่ ปอดของมันจะไม่มีการแบ่งส่วน การออกหากินของปลาชนิดนี้จะเป็นตอนบ่ายหรือเย็น ในตอนกลางคืนจะมีความว่องไวมาก อาหารของมันมักจะเป็น กุ้ง ปู หอย ลูกปลา หรืออาหารที่สามารถใช้ฟันที่เป็นแผ่นของมันขูดเอาได้ ปลามีปอดตามปกติจะหายใจในน้ำ ปอดของมันจะช่วยในการลอยตัวมากกว่าใช้ในการหายใจ ตัวอ่อนของมันจะหายใจทางผิวหนังและไม่มีเหงือกนอกตัว ตามแหล่งน้ำจืดทั่วไปในออสเตรเลียเป็นที่ที่สามารถพบปลามีปอดพวกนี้ได้ ผิวหนังของมันจะเปียกชื้นอยู่ตลอดเวลา มันสามารถอาศัยอยู่ในสระน้ำลึกๆ ที่มีปริมาณออกซิเจนต่ำมากได้นานๆ

ปลามีปอดออสเตรเลีย จะไม่หายใจด้วยปอดที่มีถุงเดียวในน้ำที่มีปริมาณออกซิเจนมากเพียงพอ การส่งเลือดไปยังหัวใจของปลาชนิดนี้จะส่งไปทางเส้นเลือดพัลโมนารีเวน ในปริมาณที่ได้รับมาจากเส้นเลือด วีนาคาวา แต่ถ้าในน้ำมีปริมาณออกซิเจนน้อยมันก็จะดูดอากาศเข้าไปในช่องปากเพื่อเริ่มหายใจในอากาศ เมื่อกล้ามเนื้อของมันมีการหดตัวก็จะทำให้ปอดแฟบเป็นการบังคับให้อากาศผ่านไปในปอด และจะได้รับออกซิเจนจากปอดเมื่อมันหุบปาก เลือดที่ไหลมาจากหัวใจของปลาชนิดนี้ สามารถแยกออกจากเลือดเสียที่จะส่งไปแลกเปลี่ยนก๊าซที่เหงือก มาเป็นเลือดดีที่มีออกซิเจนส่งไปเลี้ยงร่างกายได้โดยตรง เพราะที่หัวใจของมันจะมีวาวล์หรือลิ้นที่เส้นเลือดโคนัสและไซนัสอยู่

ปลามีปอดอัฟริกาในสกุล Protopterus ปลาชนิดนี้จะหายใจในอากาศได้ดีกว่าปลามีปอดออสเตรเลีย เพราะทั้งในน้ำและในอากาศมันจะสามารถแยกระบบเลือดจากการหายใจได้ดีกว่า ปลาชนิดนี้จะหายใจในน้ำทุก 5-7 นาที แต่จะหายใจทุก 1-3 นาทีเมื่ออยู่นอกน้ำ

การจำศีลของปลามีปอด
แหล่งน้ำหลายแห่งมักจะแห้งขอดไปเมื่อถึงฤดูแล้งของทุกปี ซึ่งอาจกินเวลานาน 2-4 เดือน หรือมากกว่านั้น มีการอพยพไปหาแหล่งน้ำใหม่ในสัตว์น้ำหลายชนิด พวกที่อพยพไม่ได้ก็ต้องเสียชีวิตไป ปลามีปอดออสเตรเลียสามารถอพยพปีนป่ายเดินทางไกลไปหาแหล่งน้ำใหม่ที่อุดมสมบูรณ์ได้ ส่วนในปลามีปอดอัฟริกา protopterus ก็จะใช้วิธีจำศีลอยู่ มันจะกินอาหารจนเจริญเติบโตได้รวดเร็วก่อนที่จะจำศีล มันจะเริ่มขุดรูเมื่อน้ำงวดลงในฤดูแล้ง บางครั้งรูที่มันขุดอาจลึกถึง 1 เมตร และเข้าไปจำศีลอยู่ มันจะงอตัวเป็นรูปตัวยูแล้วเอาหางมาปิดตาไว้ หายใจจากท่อเปิดอากาศข้างบนรู ในเกราะคอคูน(cocoon) ซึ่งสร้างด้วยเมือกที่ขับออกมาหุ้มรอบตัว เป็นเวลานานหลายเดือนที่มันฝังตัวอยู่ในโคลน เมื่อฝนเริ่มตกก็จะออกหาแหล่งอาศัยที่อุดมสมบูรณ์ต่อไป

ภายในคอคูนจะมีท่อเล็กๆ ติดต่อสู่ภายนอก 2-3 ท่อ เพื่อให้อากาศผ่านเข้าไปทำให้หายใจได้ ปลาอาจต้องใช้เวลานานหลายเดือนในการจำศีล จากการทดลองในห้องปฏิบัติการพบว่า ปลามีปอดสามารถจำศีลได้นานหลายปีภายในคอคูนนี้ การใช้พลังงานในช่วงจำศีลก็จะต่ำมาก แต่กระบวนการเมตะบอลิซึมก็ยังคงดำเนินต่อไป โดยแหล่งพลังงานจะมาจากโปรตีนในกล้ามเนื้อ การดัดแปลงเป็นพิเศษของหัวใจปลามีปอดจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพใจการหายใจของปอด ครีบอกและครีบท้องที่มีขนาดเล็ก หรือเป็นเส้นยาว ทั้งสองเป็นครีบคู่ที่ช่วยในการคืบคลานไปบนพื้นดินได้ดี

ปลามีปอด Protopterus จะปล่ยอก๊าซไนโตรเจนและแอมโมเนียผ่านออกมาทางเหงือกเมื่ออยู่ในน้ำ แต่จะทำเช่นนี้ไม่ได้เมื่ออยู่ในสภาวะจำศีล ซึ่งมันจะเก็บไนโตรเจนไว้ที่ตับในรูปของยูเรียที่ไม่เป็นพิษ ทำให้ในเลือดมีปริมาณของยูเรียสูงมาก ปลาจะปรับตัวอย่างว่องไวเมื่อมีน้ำผ่านเข้ามาในท่อหายใจจนถึงปาก แล้วว่ายออกไปจากการจำศีลอยู่ หลังจากจำศีลภายใน 1 เดือน เมื่อออกมามันจะมีน้ำหนักเท่ากับก่อนระยะเข้าจำศีล มิใช่พฤติกรรมปกติของปลามีปอดที่มีการจำศีล เมื่อปี ค.ศ. 1961 ได้พบปลามีปอดอีกชนิดหนึ่งในออสเตรเลียตะวันตก คือ Lepidogalaxias salamandroides รูปร่างของมันจะคล้ายกับซาลาแมนเดอร์ สามารถจำศีลในโคลนโดยมีท่อบางๆ ติดต่อพื้นผิวภายนอก 1 ท่อ

ปลามีปอดอเมริกาใต้ lapidosiren มีครีบเป็นเส้นเล็กยาว ลักษณะจะคล้ายกับปลามีปอดอัฟริกา กระดูกสันหลังของปลาชนิดนี้จะเป็นกระดูกอ่อนและมีต่อมแรคตัล ปลาชนิดนี้จะงอตัวฝังอยู่ในโคลนเพื่อจำศีล แต่จะไม่มีการสร้างคอคูน

ปลากระดูกแข็งชนิดอื่น
ในบริเวณที่แฉะเหนือพื้นน้ำ ปลาเมดากาส์(medakas) ก็สามารถวางไข่ได้ โดยพ่อแม่ปลาจะขึ้นมาผสมพันธุ์และวางไข่ในโคลนเลนก่อนที่ฤดูแล้งจะมาเยือน พ่อแม่ปลาจะตายไปเมื่อน้ำแห้งลงแล้ว แต่ภายใต้พื้นทรายหรือโคลนยังคงมีความชื้นหลงเหลืออยู่ จึงเพียงพอที่จะช่วยให้ไข่ปลามีพัฒนาการต่อไปได้ ก่อนที่จะถึงฤดูฝนอีกครั้งลูกปลาก็จะเข้าสู่ระยะพักตัว และจะฟักเป็นตัวเมื่อแหล่งน้ำมีความอุดมสมบูรณ์อีกครั้ง และใช้ชีวิตในน้ำต่อไป

ปลาที่สามารถจำศีล จะมีปลากระดูกแข็งอีกชนิดหนึ่งคือ ปลามัดมินโนว์นิวซีแลนด์(New Zealand mudminnows) Neochanna) ในฤดูร้อนและฤดูใบไม้ร่วง มันสามารถจำศีลได้นาน 1-2 เดือน และขุดรูได้ลึกถึง 2 เมตร ชาวพื้นเมืองที่ขุดหาหัวมันในช่วงนี้ก็มักได้ปลาจำศีลเป็นของแถมเสมอ

ปลากระดูกแข็งส่วนใหญ่จะมีถุงลมช่วยหายใจ มีหลายวิธีที่อากาศถูกเปลี่ยนในถุงลม ซึ่งอาจเป็นการบีบตัวของกล้ามเนื้อ หรือการม้วนตัวของถุงลม แต่ยกเว้นในปลาตาเหลือก จากปลามีหนวดทั้งหมด 31 วงศ์ มีการศึกษาพบว่าประมาณ 6 วงศ์ สามารถหายใจในอากาศได้ ปลาสวายใช้ถุงลมเพื่อหายใจในอากาศ ส่วนการหายใจในอากาศของปลาดุกอื่นๆ อาจใช้ส่วนของหลอดคอ หรือส่วนอื่นของท่อทางเดินอาหาร เช่น ลำไส้เล็ก มาช่วย ในปลาดุกไทยก็จะแลกเปลี่ยนก๊าซด้วยการใช้ช่องเหนือเหงือก ในปลาหมู Misgurnus จะแลกเปลี่ยนก๊าซโดยใช้ส่วนของลำไส้ใหญ่ตอนปลาย ปลาแบลคฟิชอลาสกา Dallia จะดูดซับก๊าซโดยใช้หลอดคอ และส่วนของท่อทางเดินอาหาร การหายใจเข้าของปลาเหล่านี้จะใช้ปากและหายใจออกทางเหงือกหรือทวารหนัก การหายใจเข้าของปลาตีนจะเป็นทางช่องเหงือกในกระพุ้งแก้มที่โป่งพองออก และเป็นเวลาหลายชั่วโมงที่มันสามารถอยู่เหนือน้ำได้

ปลาจะปล่อยให้น้ำไหลผ่านทางช่องปากถ้าหายใจในน้ำ น้ำที่มีออกซิเจนจะถูกส่งไปในระบบไหลเวียนเลือด แต่ระบบไหลเวียนของเลือดจะมีความซับซ้อนมากกว่าในปลาที่หายใจในอากาศ แต่การปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ก็ยังคงเกิดขึ้นที่เหงือก ไม่ว่าจะเป็นปลาที่หายใจในน้ำหรือหายใจในอากาศก็ตาม เพราะการแพร่ออกจากเหงือกของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ สามารถทำได้อย่างรวดเร็วกว่าการดูดซับออกซิเจน

ปลาจะต้องปรับตัวให้เข้ากับสภาพแวดล้อมที่อาศัยอยู่ เพื่อความอยู่รอดของปลาบางชนิดก็ต้องมีการปรับฮีโมโกลบินด้วยเช่นกัน ภายใต้อุณหภูมิที่ต่ำมากในเขตแอนตาร์ติค ปลาที่อยู่ในวงศ์ Nototeniidae จะมีฮีโมโกลบินที่มีประสิทธิภาพมาก ซึ่งปลาเลือดเย็นอื่นๆ ฮีโมโกลบินจะทนอยู่ไม่ได้ แต่สำหรับปลาเลือดอุ่นอย่างปลาทูน่า และฉลามแลมนิดส์แล้ว แทบไม่มีความจำเป็นเลยในเรื่องประสิทธิภาพของฮีโมโกลบิน เพราะเลือดสามารถมีอุณหภูมิเพิ่มได้ถึง 10 องศาเซลเซียส หรือมากกว่าเมื่อผ่านเหงือกไปยังกล้ามเนื้อว่ายน้ำที่มีความอุ่นกว่า

ที่มา: จากหนังสือเรื่อง มีนวิทยา
เรียบเรียงโดย: สุภาพร สุกสีเหลือง
ภาควิชาชีววิทยา
มหาวิทยาลัยศรีนครินทรวิโรฒ