Une expérience révolutionnaire réalisée en 1943 par les physiciens Max Delbrück et le biologiste Salvador Luria a démontré de manière décisive que les mutations se produisent de manière aléatoire dans les bactéries, plutôt que d’être induites par des facteurs environnementaux. Cette découverte a fourni un soutien essentiel à la théorie de l’évolution de Charles Darwin, qui postule que la variation naturelle apparaît spontanément, les pressions environnementales sélectionnant alors des traits avantageux.
Le débat de longue date
Pendant des décennies, les scientifiques ont débattu pour savoir si les variations des organismes apparaissaient de manière aléatoire ou en réponse directe à leur environnement. Dans son ouvrage de 1859, Sur l’origine des espèces, Darwin proposait une variation aléatoire, tandis que Jean-Baptiste Lamarck plaidait pour des changements induits. La question restait en suspens, notamment en microbiologie, où certains chercheurs pensaient que les virus (bactériophages) pouvaient faire développer une résistance aux bactéries.
Le test de fluctuation : une nouvelle approche
Delbrück et Luria ont conçu une expérience intelligente, connue sous le nom de « test de fluctuation », pour trancher le débat. Ils ont cultivé la bactérie Escherichia coli, en ont exposé certaines à des phages et ont ensuite observé les niveaux de résistance qui en résultent. Si la résistance était induite par les phages, toutes les cultures montreraient des proportions similaires de bactéries résistantes. Cependant, si les mutations apparaissaient au hasard, les cultures varieraient considérablement : certaines auraient de nombreuses bactéries résistantes en raison de mutations précoces, tandis que d’autres en auraient peu.
Les résultats étaient clairs : la résistance variait considérablement d’une culture à l’autre, confirmant que les mutations se produisaient spontanément. L’équipe a publié ses découvertes en 1943, consolidant la mutation aléatoire comme principe fondamental de l’évolution.
Une collaboration unique
L’expérience est née d’une collaboration improbable. Delbrück, un physicien allemand qui a fui le régime nazi, a appliqué sa formation en physique à la génétique. Il était fasciné par la facilité avec laquelle les phages pouvaient être étudiés au microscope, décrivant le processus comme « au-delà de mes rêves les plus fous de faire de simples expériences sur quelque chose comme les atomes en biologie ». Luria, un médecin juif italien ayant également échappé à la persécution, partageait l’intérêt de Delbrück pour l’application de méthodes quantitatives à la génétique.
Leur percée est survenue après que Luria ait réalisé que les principes des statistiques, tout comme les machines à sous, pouvaient faire la différence entre les mutations induites et aléatoires. En suivant attentivement les cultures, ils ont prouvé que la résistance n’était pas une réponse au phage ; c’était une question de hasard.
Héritage et reconnaissance
Delbrück, Luria et Alfred Hershey ont collaboré plus tard pour révéler que les phages portent plusieurs gènes et peuvent les échanger par recombinaison. Hershey et Martha Chase ont alors confirmé que l’ADN est porteur de l’information génétique. Les travaux du trio leur ont valu le prix Nobel de physiologie ou médecine en 1969.
Cette expérience ne concernait pas uniquement les bactéries ; il a validé un principe fondamental de l’évolution et a ouvert la voie à la génétique moderne. La confirmation d’une mutation aléatoire reste essentielle pour comprendre comment la vie s’adapte et change au fil du temps.
