Un esperimento rivoluzionario del 1943 condotto dai fisici Max Delbrück e dal biologo Salvador Luria dimostrò in modo decisivo che le mutazioni si verificano in modo casuale nei batteri, anziché essere indotte da fattori ambientali. Questa scoperta ha fornito un supporto fondamentale alla teoria dell’evoluzione di Charles Darwin, che postula che la variazione naturale nasce spontaneamente, con pressioni ambientali che poi selezionano tratti vantaggiosi.
Il dibattito di lunga data
Per decenni gli scienziati hanno discusso se le variazioni negli organismi emergessero in modo casuale o come risposta diretta all’ambiente circostante. L’opera di Darwin L’origine delle specie del 1859 proponeva una variazione casuale, mentre Jean-Baptiste Lamarck sosteneva i cambiamenti indotti. La questione rimase irrisolta, soprattutto in microbiologia, dove alcuni ricercatori credevano che i virus (batteriofagi) potessero indurre i batteri a sviluppare resistenza.
Il test di fluttuazione: un nuovo approccio
Delbrück e Luria idearono un esperimento intelligente, noto come “test di fluttuazione”, per risolvere il dibattito. Hanno coltivato batteri Escherichia coli, esponendone alcuni ai fagi e quindi osservando i livelli di resistenza risultanti. Se la resistenza fosse indotta dai fagi, tutte le colture mostrerebbero proporzioni simili di batteri resistenti. Tuttavia, se le mutazioni avvenissero casualmente, le colture varierebbero in modo significativo: alcune avrebbero molti batteri resistenti a causa delle mutazioni precoci, mentre altre ne avrebbero pochi.
I risultati sono stati chiari: la resistenza variava notevolmente tra le culture, confermando che le mutazioni avvenivano spontaneamente. Il team pubblicò le proprie scoperte nel 1943, consolidando la mutazione casuale come principio fondamentale dell’evoluzione.
Una collaborazione unica
L’esperimento è nato da un’improbabile collaborazione. Delbrück, un fisico tedesco fuggito dal regime nazista, applicò le sue conoscenze di fisica alla genetica. Era affascinato dalla facilità con cui i fagi potevano essere studiati al microscopio, descrivendo il processo come “oltre i miei sogni più sfrenati di fare semplici esperimenti su qualcosa di simile agli atomi in biologia”. Luria, un medico ebreo italiano anch’egli in fuga dalle persecuzioni, condivideva l’interesse di Delbrück per l’applicazione di metodi quantitativi alla genetica.
La loro svolta arrivò dopo che Luria si rese conto che i principi della statistica, proprio come le slot machine, potevano distinguere tra mutazioni indotte e casuali. Monitorando attentamente le colture, hanno dimostrato che la resistenza non era una risposta al fago; è stata una questione di fortuna.
Eredità e riconoscimento
Delbrück, Luria e Alfred Hershey hanno successivamente collaborato per rivelare che i fagi trasportano più geni e possono scambiarli attraverso la ricombinazione. Hershey e Martha Chase hanno poi confermato che il DNA è il portatore dell’informazione genetica. Il lavoro del trio è valso loro il Premio Nobel per la Fisiologia e la Medicina nel 1969.
Questo esperimento non riguardava solo i batteri; ha convalidato un principio fondamentale dell’evoluzione e ha aperto la strada alla genetica moderna. La conferma della mutazione casuale rimane essenziale per comprendere come la vita si adatta e cambia nel tempo.
