Capítulo: Siglo XX
Año 1943: Experimento de Luria-Delbrück – Mutación vs. Adaptación en Bacterias
Fuente Primaria Clave:
Luria, S. E. & Delbrück, M. (1943). Mutations of Bacteria from Virus Sensitivity to Virus Resistance. Genetics, 28(6): 491–511.
1. Contexto: El Gran Debate Bacteriológico (1930-1943)
- Teoría lamarckista (dominante): Creencia de que bacterias se adaptaban al ambiente (ej: antibióticos) heredando caracteres adquiridos.
- Hipótesis darwinista: La resistencia surgía por mutaciones aleatorias + selección.
- Problema: ¿Cómo distinguir si la resistencia aparece antes (mutación) o después (adaptación) de la exposición al virus?
2. Diseño Experimental: Genialidad Estadística
| Grupo Experimental | Metodología | Predicción según Hipótesis |
| Cultivos en Serie | 1. Inocular bacterias (E. coli) en tubo grande (población madre).
2. Dividir en 20 subcultivos pequeños → crecer. 3. Añadir fago T1 a todos → contar colonias resistentes. |
Adaptación (Lamarck): Número similar de resistentes en todos (resistencia inducida por fago). |
| Cultivo Único Masivo | 1. Crecer bacterias en un solo tubo grande.
2. Dividir en 20 alícuotas antes de añadir fago. 3. Añadir fago → contar resistentes. |
Mutación (Darwin): Gran fluctuación en conteos (resistencia previa; mutaciones tempranas generan más resistentes). |
3. Resultados Clave: La Distribución de Fluctuación
| Cultivo | Resistentes por placa | Conclusión |
| Subcultivos | 0, 1, 0, 1, 2, 0, 1… (baja variación) | Falso: no apoyaba adaptación. |
| Alícuotas | 0, 0, 150, 1, 0, 300… (alta variación) | ¡Prueba de mutación aleatoria! |
- Modelo matemático:
- Si adaptación: distribución de Poisson (media = varianza).
- Si mutación: distribución sobredispersa (varianza >> media).
- Datos: Varianza observada = ~14,000 vs. media = 16.7 → solo explicable por mutaciones espontáneas previas.
4. Críticas y Refutaciones Inmediatas (1943-1946):
| Crítica | Réplica de Luria-Delbrück | Confirmación |
| “¿No será herencia de adaptación?” | “Si fuera adaptación, la distribución sería Poisson (no lo es)”. | Newcombe (1949): Replicó con Streptomyces vs. fagos → misma fluctuación. |
| “Las mutaciones son inducidas por estrés” | “Si así fuera, todos los cultivos tendrían resistentes” (pero muchos tenían 0). | Lederberg (1952): Réplica en placa (“experimento de las huellas”) → colonias resistentes ya existían antes del fago. |
5. Impacto Científico:
- Refutación definitiva del lamarckismo: Las bacterias evolucionan por selección natural sobre variación aleatoria (igual que animales).
- Fundó la genética bacteriana: Premio Nobel 1969 para Luria y Delbrück (junto con Hershey).
- Base para teoría neutralista (Kimura, 1968): Mutaciones aleatorias son la materia prima evolutiva.
- Crisis de antibióticos: Explicó por qué la resistencia surge rápido (mutaciones previas en grandes poblaciones).
6. Legado Moderno:
| Concepto | Antes de 1943 | Después de 1943 | Aplicación Actual |
| Evolución Bacteriana | Adaptación dirigida (Lamarck) | Selección natural darwiniana | Modelos de resistencia a antibióticos |
| Diseño Experimental | Observación cualitativa | Estadística rigurosa | Evolución experimental (ej: Lenski, E. coli a 75,000 gen.) |
| Mutación | Evento raro/dudoso | Proceso medible | Secuenciación de poblaciones bacterianas |
Fuentes Clave:
- Artículo Original (1943): Luria & Delbrück, Genetics.
- Réplica de Newcombe (1949): Origin of Bacterial Variants. Nature, 164: 150–151.
- Experimento de Lederberg (1952): Replica Plating and Indirect Selection of Bacterial Mutants. Journal of Bacteriology, 63(3): 399–406.
- Análisis Histórico: Cairns, J. et al. (1988). The Origin of Mutants. Nature, 335: 142–145.
Resumen Visual: El Experimento que Cambió Todo
| Hipótesis | Predicción | Resultado Observado | Conclusión |
| Lamarck (Adaptación) | Resistencia inducida → distribución uniforme (Poisson) | Baja varianza (todos similares) | Refutada |
| Darwin (Mutación) | Resistencia previa → fluctuación aleatoria | Alta varianza (pocos cultivos con muchos resistentes) | Confirmada |