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赌场轮盘与试管排架:卢里亚-德尔布吕克波动测试击碎获得性遗传

1943 年 11月1日 · 18 mm 玻璃培养试管排架、恒温振荡水浴摇床与噬菌体涂布玻璃三角刮刀

摘要

细菌耐药性究竟是遭遇噬菌体后的定向适应还是早于选择的随机突变?波动测试以方差暴增的重尾分布终结了拉马克式假说。

你知道吗?

自然选择从不负责创造答案,它只是冷酷地扣动淘汰的扳机。

1943年印第安纳大学的一个周六舞会上,萨尔瓦多·卢里亚凝视着老虎机旋转的滚轮突然顿悟:如果细菌突变是环境诱导的被动适应,各培养管中抗性菌落数应服从均值与方差相等的泊松分布;但若突变是在繁殖中随机自发产生,发生突变早的试管将经历指数级级联扩增,在平皿上爆出巨量抗性菌落,导致方差呈几何级数碾压均值!

卢里亚与理论物理学家德尔布吕克在实验台排开数十支盛有微量肉汤的试管,接种极低浓度的敏感型大肠杆菌后在摇床中培养,随后用玻璃三角刮刀将每一管分别涂布于铺满烈性T1噬菌体的琼脂平板。实验数据展现出极度剧烈的“波动”:大部分平皿仅有零星几个抗性克隆,而个别平板竟长出成百上千个菌落,方差高达均值的上百倍。

这种独特的非泊松分布用铁一般的数理统计证实:突变是自发产生且随机发生于自然选择之前的,达尔文演化论在微观单细胞界确立了不朽王座。

来源

paper · Luria, S. E., & Delbrück, M. (1943). Mutations of bacteria from virus sensitivity to virus resistance. Genetics, 28(6), 491–511.

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1943 年 11月1日
PAPER
BIO-C2-01