שוטון

שוטון (בלעז: Flagellum) הוא התארכות של קרום התא הכולל כפולות של מיקרוטובולים מקבילים באורך 55 מיקרומטר. בבני אדם, התא אשר משתמש בשוטון הוא תא זרע.

השוטון הוא איבר דמוי שוט אשר אורגניזמים חד תאיים רבים, וכמה רב תאיים, משתמשים בו לתנועה. השם הוא שם כולל לשלושה מבנים שונים, המצויים בכל אחת מהממלכות העיקריות בעולם הטבע. בחיידקים אמיתיים השוטון ומקטעים סליליים מסתובבים כמו בורג. בחיידקים קדומים המנגנון דומה, אך מכיל הבדלים רבים ולכן חושבים שאינו הומולוגי. בתאים איקריוטיים השוטון הוא מנגנון מורכב של הרחבות תאיות לכיוונים שונים. אלה נקראת לעיתים שעריות (Cilia) או אונדוליפודיה (undulipodia) על מנת להדגיש את השוני.

תנועה באמצעות שוטונים

כיוון תנועת השוטון הוא באחת משתי דרכים, עם כיוון השעון (CW) ונגד כיוון השעון (CCW), כאשר השוטון נע עם כיוון השעון, החיידק "יפרפר" במקום וינוע בתנועה סיבובית, כאשר החיידק חש כי הוא מכוון כלפי מקום בעל ריכוז חומר מזון גבוה, הוא ישנה את כיוון התנועה של השוטון לנגד כיוון השעון ובכך יגרום ליצירת "צמה" של שוטונים ותנועה בקו ישר.

השוטון בחיידקים אמיתיים

תצורות שונות של שוטונים בחיידקים

בחיידקים אמיתיים מורכב השוטון מהחלבון flagellin ובנוי מצינור בעובי 14 ננומטר. לשוטון מבנה סלילי, והוא מתעקל בחדות ליד החיבור לדופן התא. סיבוב השוטון מתבצע על ידי מנוע חלבוני, המעוגן לממברנה בנקודת החיבור של השוטון. תנועת ה"מנוע" מתאפשרת באמצעות מעבר פרוטונים (יונים חיוביים של מימן) דרך דופן תא החיידק. אצל חיידקי הויבריו מונע המנוע על ידי גרדיאנט של נתרן. מהירות הסיבוב המתקבלת נעה בין 6,000 ל-17,000 סיבובים לדקה ללא שוטון, ועם שוטון כ-200 עד 1000 סיבובים לדקה.

בחיידקים האמיתיים מסוגלים מרכיבי השוטון להרכיב שוטון באופן ספונטני, ללא אנזימים נוספים. בנייה הדרגתית של השוטון מתבצעת על ידי הוספת יחידות בקצהו.

מספר השוטונים והסידור היחסי שלהם משתנה בין מינים שונים של חיידקים. חיידקים בעלי שוטון בודד נקראים Monotrichous וחיידקים בעלי מספר שוטונים - Lophotrichous. בחיידקים מסוימים קיים שוטון אחד מכל צד, תכונה המאפשרת להם כיוון לשני צדדים (אצל חיידקים אלה שוטון אחד פעיל בכל זמן נתון והם נקראים Amphitrichous. חיידקים ששוטוניהם מכוונים לכל הכיוונים קרויים Peritrichous.

השוטון מהווה לעיתים קרובות ככלי ניגוח בין תומכי האבולוציה על פי דרווין, ובין תומכי תורת התכנון התבוני. ויכוח זה חל בעקבות מורכבותו של השוטון והטענה של הבריאתנים כי אינו יכול להיווצר באופן ספונטני משום שלחלקיו השונים, לכאורה, אין פעילות ביולוגית.

ראו גם

• גוף בזאלי

קישורים חיצוניים

• ארז גרטי, שוטון – המנוע המופלא, במדור "מאגר המדע" באתר של מכון דוידסון לחינוך מדעי, 30 ביולי 2009