Борба против заразних болести је трка против еволуције. Бактерије развијају отпорност на антибиотике, а вируси стално еволуирају како би се брже ширили. Болести које преносе инсекти представљају још једно еволутивно бојно поље: сами инсекти развијају отпорност на отрове које људи користе да их убију.
Конкретно, маларија коју преносе комарци убија преко 600.000 људи годишње. Од Другог светског рата,инсектициди—хемијско оружје дизајнирано да убија комарце Anopheles заражене маларијским паразитом — коришћено је за борбу против маларије.
Међутим, комарци брзо развијају стратегије да их претвореинсектициди неефикасни, излажући милионе људи повећаном ризику од смртоносних инфекција. Моја недавно објављена студија, спроведена са колегама, објашњава зашто.
Као еволуциони генетичар, проучавам природну селекцију — основу адаптивне еволуције. Генетске варијације које су најкорисније за преживљавање замењују оне које су неповољне, што доводи до промена врста. Еволуционе способности комарца Anopheles су заиста запањујуће.
Средином 1990-их, већина комараца рода Anopheles у Африци била је подложна пиретроидним инсектицидима, првобитно добијеним из хризантема. Сузбијање комараца се првенствено ослањало на две методе засноване на пиретроидима: мреже против комараца третиране инсектицидима за заштиту комараца који спавају и спрејеви са резидуалним инсектицидима на зидовима зграда. Само ове две методе су вероватно спречиле преко 500 милиона случајева маларије између 2000. и 2015. године.
Међутим, комарци од Гане до Малавија сада често развијају отпорност на пестициде у концентрацијама 10 пута већим од раније смртоносне дозе. Поред мера за сузбијање комараца Anopheles, пољопривредне активности могу ненамерно изложити комарце пиретроидним инсектицидима, додатно погоршавајући њихову отпорност.
У неким деловима Африке, комарци рода Anopheles развили су отпорност на четири класе инсектицида који се користе за контролу маларије.
Комарци Anopheles и паразити маларије се такође налазе ван Африке, где су истраживања отпорности на пестициде ређа.
У већем делу Јужне Америке, примарни вектор маларије је комарац Anopheles darlingi. Овај комарац се толико разликује од вектора маларије у Африци да би могао да припада другом роду - Nyssorhynchus. Заједно са колегама из осам земаља, анализирао сам геноме преко 1.000 комараца Anopheles darlingi како бих разумео њихову генетску разноликост, укључујући све промене изазване недавном људском активношћу. Моје колеге су сакупиле ове комарце са 16 локација на огромној територији која се протеже од атлантске обале Бразила до пацифичке обале Анда у Колумбији.
Открили смо да, као и његови афрички рођаци, *Anopheles darlingi* показује изузетно високу генетску разноликост — више од 20 пута већу од људске — што указује на веома велику популацију. Врсте са тако великим генским фондом су добро прилагођене да се прилагоде новим изазовима. Када је популација толико велика, вероватноћа појаве одговарајућих мутација које пружају жељену предност се повећава. Када се ова мутација почне ширити, захваљујући нумеричкој предности, чак ни случајна смрт неколико комараца неће довести до њеног потпуног изумирања.
Насупрот томе, белоглави орао, пореклом из Сједињених Држава, никада није развио отпорност на инсектицид ДДТ и на крају се суочио са изумирањем. Еволуциона ефикасност милиона инсеката далеко премашује ефикасност само неколико хиљада птица. У ствари, током протеклих неколико деценија, приметили смо знаке адаптивне еволуције у генима повезаним са отпорношћу на лекове код комараца Anopheles darlingi.
Пиретроиди и ДДТ, између осталих инсектицида, делују на исту молекуларну мету: јонске канале који се могу отварати и затварати у нервним ћелијама. Када су ови канали отворени, нервне ћелије стимулишу друге ћелије. Инсектициди приморавају ове канале да остану отворени и наставе да преносе импулсе, што доводи до парализе и смрти инсеката. Међутим, инсекти могу развити отпорност променом облика самих канала.
Претходне генетске студије других научника, као и наша студија, нису пронашле ову врсту отпорности код Anopheles darlingi. Уместо тога, открили смо да се отпорност развија на другачији начин: кроз скуп гена који кодирају ензиме који разграђују токсична једињења. Висока активност ових ензима, познатих као P450, често је одговорна за развој отпорности на пестициде код других комараца. Од појаве употребе пестицида средином 20. века, исти скуп P450 гена је независно мутирао најмање седам пута у Јужној Америци.
У Француској Гвајани, други сет гена P450 такође је показао сличан еволутивни образац, што додатно потврђује блиску везу између ових ензима и адаптације. Штавише, када су комарци смештени у затворене контејнере и изложени пиретроидним инсектицидима, разлике у генима P450 међу појединачним комарцима биле су у корелацији са њиховим временом преживљавања.
У Јужној Америци, кампање за контролу маларије великих размера које су користиле пестициде биле су само спорадичне и можда нису биле примарни покретач еволуције комараца. Уместо тога, комарци су можда били индиректно изложени пољопривредним пестицидима. Занимљиво је да смо најизраженије знаке еволуције посматрали у регионима са развијеном пољопривредом.
Упркос појави нових вакцина и других достигнућа у контроли маларије последњих година, контрола комараца остаје кључна за смањење ширења маларије.
Неколико земаља тестира генетски инжењеринг за борбу против маларије. Ова технологија подразумева генетско модификовање популација комараца како би се смањио њихов број или смањила њихова отпорност на паразита маларије. Иако изузетна прилагодљивост комараца може представљати изазов, изгледи су обећавајући.
Моје колеге и ја радимо на побољшању метода за откривање новонастале резистенције на пестициде. Секвенцирање генома остаје кључно за откривање нових или неочекиваних еволутивних одговора. Адаптивни ризик је највећи под продуженим и интензивним селективним притиском; стога, минимизирање, модификовање и фазирање употребе пестицида може помоћи у спречавању развоја резистенције.
Координирано праћење и одговарајући одговори су неопходни за борбу против еволуирајуће резистенције на лекове. За разлику од еволуције, људи су способни да предвиде будућност.
Џејкоб А. Тенесен је добио финансирање од Националног института за здравље преко Харвардске школе јавног здравља Т. Х. Чана и Института Броуд.
Време објаве: 21. април 2026.
