Eksperimen inovatif yang dilakukan oleh fisikawan Max Delbrück dan ahli biologi Salvador Luria pada tahun 1943 dengan tegas menunjukkan bahwa mutasi terjadi secara acak pada bakteri, bukan diinduksi oleh faktor lingkungan. Penemuan ini memberikan dukungan penting bagi teori evolusi Charles Darwin, yang menyatakan bahwa variasi alam muncul secara spontan, dengan tekanan lingkungan kemudian menyeleksi sifat-sifat yang menguntungkan.
Perdebatan yang Sudah Lama Terjadi
Selama beberapa dekade, para ilmuwan memperdebatkan apakah variasi organisme muncul secara acak atau sebagai respons langsung terhadap lingkungan sekitar. On the Origin of Species karya Darwin tahun 1859 mengusulkan variasi acak, sementara Jean-Baptiste Lamarck mendukung perubahan yang disebabkan. Pertanyaan ini masih belum terselesaikan, terutama di bidang mikrobiologi, karena beberapa peneliti percaya bahwa virus (bakteriofag) dapat menyebabkan bakteri mengembangkan resistensi.
Uji Fluktuasi: Pendekatan Baru
Delbrück dan Luria merancang eksperimen cerdas, yang dikenal sebagai “uji fluktuasi”, untuk menyelesaikan perdebatan tersebut. Mereka membiakkan bakteri Escherichia coli, memaparkan beberapa bakteri tersebut ke fag dan kemudian mengamati tingkat resistensi yang dihasilkan. Jika resistensi disebabkan oleh fag, semua kultur akan menunjukkan proporsi bakteri resisten yang sama. Namun, jika mutasi muncul secara acak, kultur akan sangat bervariasi: beberapa bakteri akan memiliki banyak bakteri yang resisten karena mutasi awal, sementara yang lain hanya memiliki sedikit bakteri.
Hasilnya jelas: resistensi sangat bervariasi antar budaya, membenarkan bahwa mutasi terjadi secara spontan. Tim tersebut mempublikasikan temuan mereka pada tahun 1943, mengukuhkan mutasi acak sebagai prinsip dasar evolusi.
Kolaborasi Unik
Eksperimen ini berasal dari kolaborasi yang tidak terduga. Delbrück, seorang fisikawan Jerman yang melarikan diri dari rezim Nazi, menerapkan latar belakang fisikanya pada genetika. Dia terpesona oleh betapa mudahnya fag dipelajari di bawah mikroskop, dan menggambarkan prosesnya sebagai “melampaui impian terliar saya untuk melakukan eksperimen sederhana pada sesuatu seperti atom dalam biologi.” Luria, seorang dokter Italia-Yahudi yang juga melarikan diri dari penganiayaan, memiliki minat yang sama dengan Delbrück dalam menerapkan metode kuantitatif pada genetika.
Terobosan mereka terjadi setelah Luria menyadari bahwa prinsip statistik, seperti halnya mesin slot, dapat membedakan antara mutasi yang diinduksi dan mutasi acak. Dengan menelusuri budaya secara cermat, mereka membuktikan bahwa resistensi bukanlah respons terhadap fag; itu hanya masalah kebetulan.
Warisan dan Pengakuan
Delbrück, Luria, dan Alfred Hershey kemudian berkolaborasi untuk mengungkapkan bahwa fag membawa banyak gen dan dapat menukarnya melalui rekombinasi. Hershey dan Martha Chase kemudian menegaskan bahwa DNA adalah pembawa informasi genetik. Karya ketiganya membuat mereka mendapatkan Hadiah Nobel Fisiologi atau Kedokteran tahun 1969.
Eksperimen ini bukan hanya tentang bakteri; hal ini memvalidasi prinsip inti evolusi dan membuka jalan bagi genetika modern. Konfirmasi mutasi acak tetap penting untuk memahami bagaimana kehidupan beradaptasi dan berubah seiring waktu.
