Die stryd teen aansteeklike siektes is 'n wedloop teen evolusie. Bakterieë ontwikkel weerstand teen antibiotika, en virusse ontwikkel voortdurend om vinniger te versprei. Insekgedraagde siektes verteenwoordig nog 'n evolusionêre slagveld: insekte ontwikkel self weerstand teen die gifstowwe wat mense gebruik om hulle dood te maak.
In die besonder, muskietgedraagde malaria veroorsaak jaarliks meer as 600 000 dood. Sedert die Tweede Wêreldoorlog,insekdoders—chemiese wapens wat ontwerp is om Anopheles-muskiete wat met die malariaparasiet besmet is, dood te maak—is gebruik om malaria te bestry.
Muskiete ontwikkel egter vinnig strategieë om hierdieinsekdoders ondoeltreffend, wat miljoene mense blootstel aan 'n verhoogde risiko van noodlottige infeksies. My onlangs gepubliseerde studie, wat saam met kollegas gedoen is, verduidelik hoekom.
As 'n evolusionêre genetikus bestudeer ek natuurlike seleksie – die basis van aanpasbare evolusie. Genetiese variasies wat die voordeligste vir oorlewing is, vervang dié wat nadelig is, wat lei tot veranderinge in spesies. Die evolusionêre vermoëns van die Anopheles-muskiet is werklik verstommend.
In die middel-1990's was die meeste Anopheles-muskiete in Afrika vatbaar vir piretroïed-insekdoders, oorspronklik afgelei van krisante. Muskietbeheer het hoofsaaklik op twee piretroïed-gebaseerde metodes staatgemaak: insekdoderbehandelde muskietnette om slapende muskiete te beskerm en oorblywende insekdoderbespuitings op geboumure. Hierdie twee metodes alleen het waarskynlik meer as 500 miljoen gevalle van malaria tussen 2000 en 2015 voorkom.
Muskiete van Ghana tot Malawi ontwikkel egter nou gereeld weerstand teen plaagdoders teen konsentrasies wat 10 keer hoër is as die voorheen dodelike dosis. Benewens maatreëls om Anopheles-muskiete te beheer, kan landbouaktiwiteite muskiete onbedoeld aan piretroïed-insekdoders blootstel, wat hul weerstand verder vererger.
In sommige dele van Afrika het Anopheles-muskiete weerstand ontwikkel teen vier klasse insekdoders wat gebruik word om malaria te beheer.
Anopheles-muskiete en malariaparasiete word ook buite Afrika aangetref, waar navorsing oor plaagdoderweerstand minder algemeen is.
In 'n groot deel van Suid-Amerika is die primêre malariavektor die Anopheles darlingi-muskiet. Hierdie muskiet is so anders as malariavektore in Afrika dat dit moontlik tot 'n ander genus—Nyssorhynchus—behoort. Saam met kollegas van agt lande het ek die genome van meer as 1 000 Anopheles darlingi-muskiete ontleed om hul genetiese diversiteit te verstaan, insluitend enige veranderinge wat deur onlangse menslike aktiwiteit veroorsaak is. My kollegas het hierdie muskiete versamel van 16 plekke oor 'n uitgestrekte gebied wat strek van die Atlantiese kus van Brasilië tot die Stille Oseaan-kus van die Andes in Colombia.
Ons het gevind dat *Anopheles darlingi*, soos sy Afrika-verwante, uiters hoë genetiese diversiteit toon – meer as 20 keer dié van mense – wat dui op 'n baie groot populasie. Spesies met so 'n groot geenpoel is goed aangepas om by nuwe uitdagings aan te pas. Wanneer 'n populasie so groot is, neem die waarskynlikheid van die ontstaan van gepaste mutasies wat 'n verlangde voordeel bied, toe. Sodra hierdie mutasie begin versprei, sal selfs die ewekansige dood van 'n paar muskiete, danksy die numeriese voordeel, nie tot die volledige uitsterwing daarvan lei nie.
In teenstelling hiermee het die Amerikaanse seearend, inheems aan die Verenigde State, nooit weerstand teen die insekdoder DDT ontwikkel nie en uiteindelik uitsterwing in die gesig gestaar. Die evolusionêre doeltreffendheid van miljoene insekte oortref dié van net 'n paar duisend voëls verreweg. Trouens, oor die afgelope paar dekades het ons tekens van aanpasbare evolusie waargeneem in gene wat verband hou met middelweerstand in Anopheles darlingi-muskiete.
Piretroïede en DDT, onder andere insekdoders, werk op dieselfde molekulêre teiken: ioonkanale wat in senuweeselle kan oop- en toemaak. Wanneer hierdie kanale oop is, stimuleer senuweeselle ander selle. Insekdoders dwing hierdie kanale om oop te bly en impulse oor te dra, wat lei tot verlamming en dood van insekte. Insekte kan egter weerstand ontwikkel deur die vorm van die kanale self te verander.
Vorige genetiese studies deur ander wetenskaplikes, sowel as ons studie, het nie hierdie tipe weerstand in Anopheles darlingi gevind nie. In plaas daarvan het ons ontdek dat weerstand op 'n ander manier ontwikkel: deur 'n stel gene wat kodeer vir ensieme wat giftige verbindings afbreek. Hoë aktiwiteit van hierdie ensieme, bekend as P450's, is dikwels verantwoordelik vir die ontwikkeling van plaagdoderweerstand in ander muskiete. Sedert die koms van plaagdodergebruik in die middel van die 20ste eeu, het dieselfde stel P450-gene onafhanklik ten minste sewe keer in Suid-Amerika gemuteer.
In Frans-Guyana het 'n ander stel P450-gene ook 'n soortgelyke evolusionêre patroon getoon, wat die noue verband tussen hierdie ensieme en aanpassing verder bevestig. Verder, toe muskiete in verseëlde houers geplaas en aan piretroïed-insekdoders blootgestel is, het verskille in P450-gene tussen individuele muskiete gekorreleer met hul oorlewingstyd.
In Suid-Amerika was grootskaalse malariabeheerveldtogte met plaagdoders slegs sporadies en was dit moontlik nie die primêre dryfveer van muskiet-evolusie nie. In plaas daarvan kon muskiete indirek aan landbouplaagdoders blootgestel gewees het. Interessant genoeg het ons die mees prominente tekens van evolusie in streke met ontwikkelde landbou waargeneem.
Ten spyte van die koms van nuwe entstowwe en ander vooruitgang in malariabeheer in onlangse jare, bly muskietbeheer die sleutel tot die vermindering van die verspreiding van malaria.
Verskeie lande toets genetiese manipulasie om malaria te bestry. Hierdie tegnologie behels die genetiese modifikasie van muskietbevolkings om hul getalle te verminder of hul weerstand teen die malariaparasiet te verminder. Terwyl die muskiete se merkwaardige aanpasbaarheid 'n uitdaging kan inhou, is die vooruitsigte belowend.
My kollegas en ek werk daaraan om metodes te verbeter vir die opsporing van opkomende plaagdoderweerstand. Genoomvolgordebepaling bly van kardinale belang vir die opsporing van nuwe of onverwagte evolusionêre reaksies. Aanpasbare risiko is die hoogste onder langdurige en intense selektiewe druk; daarom kan die minimalisering, wysiging en fasering van plaagdodergebruik help om die ontwikkeling van weerstand te voorkom.
Gekoördineerde monitering en gepaste reaksies is noodsaaklik om ontwikkelende geneesmiddelweerstand te bestry. Anders as evolusie, is mense in staat om die toekoms te voorspel.
Jacob A. Tennessen het befondsing van die Nasionale Instituut van Gesondheid deur die Harvard TH Chan Skool vir Openbare Gesondheid en die Broad Instituut ontvang.
Plasingstyd: 21 Apr-2026
