Baráttan gegn smitsjúkdómum er kapphlaup gegn þróuninni. Bakteríur þróa með sér ónæmi fyrir sýklalyfjum og veirur þróast stöðugt til að breiðast hraðar út. Skordýrasjúkdómar eru annar vígvöllur í þróuninni: skordýrin sjálf eru að þróa með sér ónæmi fyrir eitrunum sem menn nota til að drepa þau.
Einkum drepur malaría sem berst með moskítóflugum yfir 600.000 manns árlega. Frá síðari heimsstyrjöldinni,skordýraeitur—efnavopn sem hönnuð eru til að drepa Anopheles-mýflugur sem eru smitaðar af malaríusníkjudýrinu — hafa verið notuð til að berjast gegn malaríu.
Hins vegar þróa moskítóflugur fljótt aðferðir til að gera þetta óæskilegt.skordýraeitur árangurslaussem setur milljónir manna í aukna hættu á banvænum sýkingum. Nýlega birt rannsókn mín, sem ég gerði með samstarfsmönnum, útskýrir hvers vegna.
Sem þróunarerfðafræðingur rannsaka ég náttúruval – grunn aðlögunarþróun. Erfðabreytileikar sem eru hagstæðastir fyrir lifun koma í stað þeirra sem eru óhagstæðar, sem leiðir til breytinga á tegundum. Þróunarhæfni Anopheles-mýflugunnar er sannarlega ótrúleg.
Um miðjan tíunda áratuginn voru flestar Anopheles-mýflugur í Afríku viðkvæmar fyrir skordýraeitri af gerðinni pýretróíð, sem upphaflega var unnið úr krýsantemum. Mývarnaaðgerð byggðist aðallega á tveimur aðferðum sem byggðust á pýretróíðum: moskítónetum með skordýraeitri til að vernda sofandi moskítóflugur og úða með skordýraeitri á veggi bygginga. Þessar tvær aðferðir einar og sér komu líklega í veg fyrir yfir 500 milljónir malaríutilfella á milli áranna 2000 og 2015.
Hins vegar eru moskítóflugur frá Gana til Malaví nú oft að þróa með sér ónæmi gegn skordýraeitri í styrk sem er 10 sinnum hærri en áður banvæni skammturinn. Auk aðgerða til að stjórna Anopheles-moskítóflugum getur landbúnaðarstarfsemi óvart útsett moskítóflugur fyrir skordýraeitri af gerðinni pýretróíð, sem eykur enn frekar ónæmi þeirra.
Í sumum hlutum Afríku hafa Anopheles-moskítóflugur þróað með sér ónæmi gegn fjórum flokkum skordýraeiturs sem notuð eru til að halda malaríu í skefjum.
Anopheles-mýflugur og malaríusníkjudýr finnast einnig utan Afríku, þar sem rannsóknir á ónæmi gegn skordýraeitri eru sjaldgæfari.
Í stórum hluta Suður-Ameríku er Anopheles darlingi moskítóflugan aðal malaríuberinn. Þessi moskítófluga er svo ólík malaríuberum í Afríku að hún gæti tilheyrt annarri ættkvísl - Nyssorhynchus. Ásamt samstarfsmönnum mínum frá átta löndum greindi ég erfðamengi yfir 1.000 Anopheles darlingi moskítóflugna til að skilja erfðafræðilegan fjölbreytileika þeirra, þar á meðal breytingar af völdum nýlegra athafna manna. Samstarfsmenn mínir söfnuðu þessum moskítóflugum frá 16 stöðum á stóru svæði sem teygir sig frá Atlantshafsströnd Brasilíu til Kyrrahafsstrandar Andesfjallanna í Kólumbíu.
Við komumst að því að *Anopheles darlingi*, líkt og afrískir ættingir sínar, sýnir afar mikla erfðafræðilega fjölbreytni — meira en 20 sinnum meiri fjölbreytni en hjá mönnum — sem bendir til mjög stórs stofns. Tegundir með svo stóran genagrunn eru vel aðlagaðar til að aðlagast nýjum áskorunum. Þegar stofn er svona stór aukast líkurnar á að viðeigandi stökkbreytingar komi fram sem veita tilætlaðan kost. Þegar þessi stökkbreyting byrjar að breiðast út, þökk sé tölulegum kostum, mun jafnvel handahófskenndur dauði nokkurra moskítóflugna ekki leiða til algjörrar útrýmingar hennar.
Hins vegar þróaði hvíthöfðaörninn, sem er upprunninn í Bandaríkjunum, aldrei með sér ónæmi gegn skordýraeitrinu DDT og stóð að lokum frammi fyrir útrýmingu. Þróunarhagkvæmni milljóna skordýra er miklu meiri en hjá aðeins nokkur þúsund fuglum. Reyndar höfum við á síðustu áratugum séð merki um aðlögunarhæfniþróun í genum sem tengjast lyfjaónæmi í moskítóflugum af tegundinni Anopheles darlingi.
Pýretróíð og DDT, ásamt öðrum skordýraeitri, virka á sama sameindamarkmið: jónagöng sem geta opnast og lokast í taugafrumum. Þegar þessi rás eru opin örva taugafrumur aðrar frumur. Skordýraeitur neyðir þessi rás til að vera opin og halda áfram að senda boð, sem leiðir til lömunar og dauða skordýra. Hins vegar geta skordýr þróað með sér mótstöðu með því að breyta lögun rásanna sjálfra.
Fyrri erfðafræðilegar rannsóknir annarra vísindamanna, sem og okkar rannsókn, hafa ekki fundið þessa tegund ónæmis í Anopheles darlingi. Þess í stað uppgötvuðum við að ónæmi þróast á annan hátt: í gegnum safn gena sem kóða fyrir ensímum sem brjóta niður eiturefni. Mikil virkni þessara ensíma, þekkt sem P450, er oft ábyrg fyrir þróun ónæmis gegn skordýraeitri hjá öðrum moskítóflugum. Frá því að notkun skordýraeiturs hófst um miðja 20. öld hefur sama safn P450 gena stökkbreyst að minnsta kosti sjö sinnum sjálfstætt í Suður-Ameríku.
Í Frönsku Gvæjana sýndi annað sett af P450 genum einnig svipaða þróunarmynstur, sem staðfestir enn frekar náið samband milli þessara ensíma og aðlögunar. Ennfremur, þegar moskítóflugur voru settar í lokuð ílát og útsettar fyrir skordýraeitri af gerðinni pýretróíð, var munur á P450 genum einstakra moskítóflugna tengdur lifunartíma þeirra.
Í Suður-Ameríku voru stórfelldar malaríuvarnaherferðir með skordýraeitri aðeins stöku sinnum og hugsanlega ekki aðal drifkrafturinn á bak við þróun moskítóflugna. Þess í stað gætu moskítóflugur hafa orðið óbeint fyrir skordýraeitri í landbúnaði. Athyglisvert er að við sáum mest áberandi merki um þróun í svæðum með þróaðan landbúnað.
Þrátt fyrir tilkomu nýrra bóluefna og annarra framfara í malaríuvarna á undanförnum árum er moskítóflugueyðing enn lykilatriði í að draga úr útbreiðslu malaríu.
Nokkur lönd eru að prófa erfðatækni til að berjast gegn malaríu. Þessi tækni felur í sér að erfðabreyta moskítóflugnastofnum til að fækka þeim eða minnka viðnám þeirra gegn malaríusníkjudýrinu. Þótt einstök aðlögunarhæfni moskítóflugnanna geti verið áskorun eru horfurnar lofandi.
Samstarfsmenn mínir og ég erum að vinna að því að bæta aðferðir til að greina vaxandi ónæmi gegn skordýraeitri. Raðgreining erfðamengis er enn mikilvæg til að greina ný eða óvænt þróunarviðbrögð. Aðlögunarhætta er mest við langvarandi og mikinn valþrýsting; því getur lágmarkun, breyting og stigvaxandi notkun skordýraeiturs hjálpað til við að koma í veg fyrir þróun ónæmis.
Samræmd eftirlit og viðeigandi viðbrögð eru nauðsynleg til að berjast gegn vaxandi lyfjaónæmi. Ólíkt þróunarkenningunni eru menn færir um að spá fyrir um framtíðina.
Jacob A. Tennessen hlaut fjármögnun frá bandarísku heilbrigðisstofnuninni (National Institutes of Health) í gegnum Harvard TH Chan School of Public Health og Broad Institute.
Birtingartími: 21. apríl 2026
