Fluktuationsexperiment von LURIA und DELBRÜCK

Sowohl Lamarck als auch Darwin gehen in ihren Theorien von einer Anpassung der Individuen an ihre Umwelt aus. Beide gehen in ihren Theorien von einer Veränderung der Umwelt aus.

In Lamarcks Theorie passen sich die Individuen aktiv einer veränderten Umwelt an. 

Darwin hingegen betont, dass bereits zufällig angepasste Individuen in der veränderten Umwelt überleben und sich bevorzugt fortpflanzen. Lebensraum und Nahrung sind begrenzt und somit sorgt die Konkurrenz für eine natürliche Auslese. Dieser Umstand bewirkt, dass die am besten angepassten Individuen überleben und ihre Erbanlagen für die vorteilhaften Eigenschaften an die Folgegeneration bevorzugt weitergeben können.

Da sich Darwin und Lamarck in ihren Grundgedanken unterscheiden, stellt sich die Frage, welche der beiden Theorien richtig ist.

Das Experiment von Delbrück und Luria  (1943) beantwortet diese Frage.

Bemerkung: Die Bakterien sind mit bloßem Auge nicht zu erkennen. Bei großer Bakterienanzahl sind sie jedoch als Flecken zu erkennen, da sie Kolonien bilden; eine Kolonie stammt jeweils von einer überlebenden, streptomycinresistenten Bakterienzelle ab.

Das Antibiotikum Streptomycin stellt die Umweltveränderung für die Bakterien dar. Die Anpassungsleistung ist die Resistenz gegen das Antibiotikum.

Da in allen 50 Reagenzgläsern des 1. Versuches die gleichen Bedingungen bestehen, wäre nach Lamarck zu erwarten gewesen, dass sich auf allen 50 Platten in etwa gleich viele resistente Bakterienkolonien bilden, da sich die Bakterien nach Lamarck aktiv an die veränderte Umwelt anpassen müssten. Dies ist jedoch nicht der Fall, womit Lamarcks Theorie widerlegt wird.

Die stark schwankende Anzahl der Bakterienkolonien lässt sich hingegen gut mit Darwins Theorie erklären. Die Resistenz der Bakterien entwickelt sich in zufälliger Weise vor der Veränderung der Umwelt, d. h., bevor die Bakterien mit dem Antibiotikum in Kontakt kamen. Man spricht von Präadaption.
Die Anzahl der resistenten Bakterienkolonien hängt sehr davon ab, wann die Mutation zur Resistenz aufgetreten ist. In einigen Reagenzgläser bildeten sich früher resistente Bakterien als in anderen. Je früher diese Resistenz auftrat, desto größer ist die Anzahl resistenter Kolonien auf den Gelatineplatten mit Streptomycin. Trat die Mutation erst gegen Ende der 24-stündigen Bebrütung auf, so werden nur sehr wenige Bakterien resistent sein, die aus diesem Reagenzglas ausplattiert wurden.

Das Ergebnis des zweiten Versuchs entspricht in etwa der zu erwartenden zufallsmäßigen Gleichverteilung resistenter Bakterien aus dem zweiten Reagenzglas.