Fluktuationstest

Der Fluktuationstest ist ein Test zum Nachweis von Spontanmutationen ohne Einwirkungen von äußeren Faktoren oder Selektionsmechanismen.


Allgemein

Der Test wurde 1943 von Salvador Luria und Max Delbrück entwickelt. Die genaue Durchführung variiert. Meistens wird jedoch untersucht wie Bakterien gegenüber Antibiotika und Bakteriophagen Resistenzen bilden.

Ablauf

Der Test beruht auf der Vorstellung, dass sich in jeder einzelnen Zelle einer logarithmisch wachsenden Bakterienzellkultur mit einer geringen Wahrscheinlichkeit eine spontane Mutation ereignen kann, die z.B. zur Entstehung einer Antibiotika-Resistenz führt.

  1. Ein Gefäß mit Bakterienkulturen
  2. Bakterienkultur wird aufgeteilt in ein großes Gefäß (links) und mehrere kleine Gefäße (rechts)
  3. Bakterienkultur hat in Gefäßen Zeit zu wachsen (ca.24h)
  4. Kulturen aus Gefäßen werden auf mehrere Petrischalen gegeben, die ein Antibiotikum enthalten

Ergebnis:

  • 5a. Bakterien aus dem gleichen (großen) Gefäß wachsen in gleicher Anzahl auf den Petrischalen
  • 5b. Bakterien aus den kleinen Gefäßen wachsen in unterschiedlicher Anzahl auf den Petrischalen

Schlussfolgerung

  • Antibiotikum wird nach der Mutation als selektierendes Mittel hinzugefügt: Nur die Zellen teilen sich weiter, die in der Zeit zwischen dem Mutationsereignis und der beginnenden Selektion aus der ursprünglich mutierten Zelle hervorgegangen sind.

  • Resistenz wird durch eine spontane Mutation gebildet!

  • Bakterien die zufällig Resistenz entwickelt haben, vermehren sich verstärkt und geben ihre Allele verstärkt weiter, weil sie einen Selektionsvorteil haben

  • Wenn die Resistenz durch den Kontakt mit dem Antibiotikum zustande gekommen wäre, würden beide Verteilungen (rechts und links) gleich sein. Bakterien bilden also nicht erst bei Kontakt mit dem Antibiotikum die Resistenz


Wusstest du?

Der Fluktuationstest sei die letzte Bastion des Lamarckismus gewesen. Da er die Theroie von Lamarck widerlegte und die Theorie von Darwin bestätigte.

Lamarck:

  • Evolution durch zielgerichtete Anpassung

Darwin:

  • Evolution durch Variation und Selektion
  • Variationen entstehen zufällig (hier die Resistenzen) und überleben dann nach Selektionsdruck
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