Kampen mot smittsomme sykdommer er et kappløp mot evolusjonen. Bakterier utvikler resistens mot antibiotika, og virus utvikler seg stadig for å spre seg raskere. Insektbårne sykdommer representerer en annen evolusjonær slagmark: insekter utvikler selv resistens mot giftstoffene mennesker bruker for å drepe dem.
Spesielt myggbåren malaria dreper over 600 000 mennesker årlig. Siden andre verdenskrig,insektmidler– kjemiske våpen designet for å drepe Anopheles-mygg infisert med malariaparasitten – har blitt brukt til å bekjempe malaria.
Mygg utvikler imidlertid raskt strategier for å gjøre disseinsektmidler ineffektive, noe som utsetter millioner av mennesker for økt risiko for dødelige infeksjoner. Min nylig publiserte studie, utført med kolleger, forklarer hvorfor.
Som evolusjonsgenetiker studerer jeg naturlig seleksjon – grunnlaget for adaptiv evolusjon. Genetiske variasjoner som er mest gunstige for overlevelse erstatter de som er ufordelaktige, noe som fører til endringer i arter. Anopheles-myggens evolusjonære evner er virkelig forbløffende.
På midten av 1990-tallet var de fleste Anopheles-myggene i Afrika mottakelige for pyretroidinsekticider, opprinnelig avledet fra krysantemum. Myggbekjempelse var hovedsakelig basert på to pyretroidbaserte metoder: insektmiddelbehandlede myggnett for å beskytte sovende mygg og insektmiddelspray på bygningsvegger. Disse to metodene alene forhindret sannsynligvis over 500 millioner tilfeller av malaria mellom 2000 og 2015.
Mygg fra Ghana til Malawi utvikler imidlertid nå ofte resistens mot plantevernmidler i konsentrasjoner som er 10 ganger høyere enn den tidligere dødelige dosen. I tillegg til tiltak for å bekjempe Anopheles-mygg, kan landbruksaktiviteter utilsiktet eksponere mygg for pyretroidinsekticider, noe som ytterligere forverrer resistensen deres.
I noen deler av Afrika har Anopheles-mygg utviklet resistens mot fire klasser insektmidler som brukes til å kontrollere malaria.
Anopheles-mygg og malariaparasitter finnes også utenfor Afrika, hvor forskning på plantevernmiddelresistens er mindre vanlig.
I store deler av Sør-Amerika er den primære malariavektoren Anopheles darlingi-myggen. Denne myggen er så forskjellig fra malariavektorer i Afrika at den kan tilhøre en annen slekt – Nyssorhynchus. Sammen med kolleger fra åtte land analyserte jeg genomene til over 1000 Anopheles darlingi-mygg for å forstå deres genetiske mangfold, inkludert eventuelle endringer forårsaket av nyere menneskelig aktivitet. Kollegene mine samlet disse myggene fra 16 steder over et stort område som strekker seg fra Atlanterhavskysten i Brasil til Stillehavskysten i Andesfjellene i Colombia.
Vi fant ut at *Anopheles darlingi*, i likhet med sine afrikanske slektninger, viser ekstremt høy genetisk mangfold – mer enn 20 ganger større enn menneskers – noe som indikerer en veldig stor populasjon. Arter med et så stort genbasseng er godt tilpasset nye utfordringer. Når en populasjon er så stor, øker sannsynligheten for at det oppstår passende mutasjoner som gir en ønsket fordel. Når denne mutasjonen begynner å spre seg, vil selv den tilfeldige døden til noen få mygg, takket være den numeriske fordelen, ikke føre til fullstendig utryddelse.
I motsetning til dette utviklet hvithodeørnen, som er hjemmehørende i USA, aldri resistens mot insektmiddelet DDT og sto til slutt i fare for å bli utryddet. Den evolusjonære effektiviteten til millioner av insekter overgår langt den til bare noen få tusen fugler. Faktisk har vi i løpet av de siste tiårene observert tegn på adaptiv evolusjon i gener assosiert med medikamentresistens hos Anopheles darlingi-mygg.
Pyretroider og DDT, blant andre insektmidler, virker på det samme molekylære målet: ionekanaler som kan åpne og lukke seg i nerveceller. Når disse kanalene er åpne, stimulerer nerveceller andre celler. Insektmidler tvinger disse kanalene til å forbli åpne og fortsette å overføre impulser, noe som fører til lammelse og død hos insekter. Insekter kan imidlertid utvikle resistens ved å endre formen på selve kanalene.
Tidligere genetiske studier av andre forskere, så vel som vår studie, har ikke funnet denne typen resistens hos Anopheles darlingi. I stedet oppdaget vi at resistens utvikler seg på en annen måte: gjennom et sett med gener som koder for enzymer som bryter ned giftige forbindelser. Høy aktivitet av disse enzymene, kjent som P450-er, er ofte ansvarlig for utviklingen av plantevernmiddelresistens hos andre mygg. Siden bruken av plantevernmidler ble tatt i bruk på midten av 1900-tallet, har det samme settet med P450-gener uavhengig mutert minst syv ganger i Sør-Amerika.
I Fransk Guyana viste et annet sett med P450-gener også et lignende evolusjonært mønster, noe som ytterligere bekrefter den nære koblingen mellom disse enzymene og tilpasning. Videre, når mygg ble plassert i forseglede beholdere og eksponert for pyretroidinsekticider, korrelerte forskjeller i P450-gener blant individuelle mygg med deres overlevelsestid.
I Sør-Amerika var storstilte malariabekjempelseskampanjer med plantevernmidler bare sporadiske, og det kan hende at de ikke var den primære drivkraften bak myggutviklingen. I stedet kan myggene ha blitt indirekte eksponert for landbrukssprøytemidler. Interessant nok observerte vi de mest uttalte tegnene på evolusjon i regioner med utviklet jordbruk.
Til tross for fremveksten av nye vaksiner og andre fremskritt innen malariakontroll de siste årene, er myggkontroll fortsatt nøkkelen til å redusere spredningen av malaria.
Flere land tester genteknologi for å bekjempe malaria. Denne teknologien innebærer genetisk modifisering av myggpopulasjoner for å redusere antallet eller redusere motstanden mot malariaparasitten. Selv om myggenes bemerkelsesverdige tilpasningsevne kan være en utfordring, er utsiktene lovende.
Mine kolleger og jeg jobber med å forbedre metoder for å oppdage ny plantevernmiddelresistens. Genomsekvensering er fortsatt avgjørende for å oppdage nye eller uventede evolusjonære responser. Adaptiv risiko er høyest under langvarig og intenst selektivt press; derfor kan minimering, modifisering og faseinndeling av plantevernmiddelbruk bidra til å forhindre utvikling av resistens.
Koordinert overvåking og passende tiltak er avgjørende for å bekjempe utviklende medikamentresistens. I motsetning til evolusjon er mennesker i stand til å forutsi fremtiden.
Jacob A. Tennessen mottok finansiering fra National Institutes of Health gjennom Harvard TH Chan School of Public Health og Broad Institute.
Publisert: 21. april 2026
