Kampen mot infektionssjukdomar är en kapplöpning mot evolutionen. Bakterier utvecklar resistens mot antibiotika, och virus utvecklas ständigt för att spridas snabbare. Insektsburna sjukdomar representerar ytterligare ett evolutionärt slagfält: insekterna själva utvecklar resistens mot de gifter som människor använder för att döda dem.
Särskilt myggburen malaria dödar över 600 000 människor årligen. Sedan andra världskriget,insektsmedel—kemiska vapen utformade för att döda Anopheles-myggor som är infekterade med malariaparasiten — har använts för att bekämpa malaria.
Myggorna utvecklar dock snabbt strategier för att göra dessainsekticider ineffektivavilket utsätter miljontals människor för ökad risk för dödliga infektioner. Min nyligen publicerade studie, som genomfördes med kollegor, förklarar varför.
Som evolutionär genetiker studerar jag naturligt urval – grunden för adaptiv evolution. Genetiska variationer som är mest fördelaktiga för överlevnad ersätter de som är ofördelaktiga, vilket leder till förändringar hos arter. Anopheles-myggans evolutionära förmåga är verkligen häpnadsväckande.
I mitten av 1990-talet var de flesta Anopheles-myggor i Afrika känsliga för pyretroidinsekticider, ursprungligen härledda från krysantemum. Myggbekämpning förlitade sig främst på två pyretroidbaserade metoder: insektsmedelsbehandlade myggnät för att skydda sovande myggor och resterande insektsmedelssprayer på byggnadsväggar. Enbart dessa två metoder förhindrade sannolikt över 500 miljoner fall av malaria mellan 2000 och 2015.
Mygg från Ghana till Malawi utvecklar nu dock ofta resistens mot bekämpningsmedel i koncentrationer som är 10 gånger högre än den tidigare dödliga dosen. Utöver åtgärder för att bekämpa Anopheles-myggor kan jordbruksverksamhet oavsiktligt utsätta myggor för pyretroidinsekticider, vilket ytterligare förvärrar deras resistens.
I vissa delar av Afrika har Anopheles-myggor utvecklat resistens mot fyra klasser av insekticider som används för att bekämpa malaria.
Anopheles-myggor och malariaparasiter finns också utanför Afrika, där forskning om bekämpningsmedelsresistens är mindre vanlig.
I stora delar av Sydamerika är den primära malariabäraren myggan Anopheles darlingi. Denna mygga är så olik malariabäraren i Afrika att den kan tillhöra ett annat släkte – Nyssorhynchus. Tillsammans med kollegor från åtta länder analyserade jag genomet hos över 1 000 Anopheles darlingi-myggor för att förstå deras genetiska mångfald, inklusive eventuella förändringar orsakade av mänsklig aktivitet på senare tid. Mina kollegor samlade in dessa myggor från 16 platser över ett vidsträckt område som sträcker sig från Brasiliens Atlantkust till Andernas Stillahavskust i Colombia.
Vi fann att *Anopheles darlingi*, liksom sina afrikanska släktingar, uppvisar extremt hög genetisk mångfald – mer än 20 gånger så stor som människors – vilket indikerar en mycket stor population. Arter med en så stor genpool är väl anpassade för att anpassa sig till nya utmaningar. När en population är så stor ökar sannolikheten för att lämpliga mutationer uppstår som ger en önskad fördel. När denna mutation börjar spridas, tack vare den numeriska fördelen, kommer inte ens en slumpmässig död av några myggor att leda till dess fullständiga utrotning.
Däremot utvecklade vithövdad havsörn, som är infödd i USA, aldrig resistens mot insektsmedlet DDT och riskerade slutligen utrotning. Den evolutionära effektiviteten hos miljontals insekter överstiger vida den hos bara några tusen fåglar. Faktum är att vi under de senaste decennierna har observerat tecken på adaptiv evolution i gener associerade med läkemedelsresistens hos Anopheles darlingi-myggor.
Pyretroider och DDT, bland andra insekticider, verkar på samma molekylära mål: jonkanaler som kan öppnas och stängas i nervceller. När dessa kanaler är öppna stimulerar nervceller andra celler. Insekticider tvingar dessa kanaler att förbli öppna och fortsätta sända impulser, vilket leder till förlamning och insektsdöd. Insekter kan dock utveckla resistens genom att ändra formen på själva kanalerna.
Tidigare genetiska studier av andra forskare, liksom vår studie, har inte funnit denna typ av resistens hos Anopheles darlingi. Istället upptäckte vi att resistens utvecklas på ett annat sätt: genom en uppsättning gener som kodar för enzymer som bryter ner giftiga föreningar. Hög aktivitet hos dessa enzymer, så kallade P450, är ofta ansvarig för utvecklingen av bekämpningsmedelsresistens hos andra myggor. Sedan bekämpningsmedelsanvändningen började i mitten av 1900-talet har samma uppsättning P450-gener oberoende av varandra muterat minst sju gånger i Sydamerika.
I Franska Guyana uppvisade en annan uppsättning P450-gener också ett liknande evolutionärt mönster, vilket ytterligare bekräftar det nära sambandet mellan dessa enzymer och anpassning. Dessutom, när myggor placerades i förseglade behållare och exponerades för pyretroidinsekticider, korrelerade skillnader i P450-gener bland enskilda myggor med deras överlevnadstid.
I Sydamerika var storskaliga malariabekämpningskampanjer med bekämpningsmedel endast sporadiska och kanske inte var den primära drivkraften bakom myggornas utveckling. Istället kan myggor ha blivit indirekt exponerade för jordbruksbekämpningsmedel. Intressant nog observerade vi de mest uttalade tecknen på evolution i regioner med utvecklat jordbruk.
Trots tillkomsten av nya vacciner och andra framsteg inom malariabekämpning de senaste åren är myggbekämpning fortfarande nyckeln till att minska spridningen av malaria.
Flera länder testar genteknik för att bekämpa malaria. Denna teknik innebär att genetiskt modifiera myggpopulationer för att minska deras antal eller deras resistens mot malariaparasiten. Även om myggornas anmärkningsvärda anpassningsförmåga kan innebära en utmaning, är utsikterna lovande.
Mina kollegor och jag arbetar med att förbättra metoder för att upptäcka framväxande bekämpningsmedelsresistens. Genomsekvensering är fortfarande avgörande för att upptäcka nya eller oväntade evolutionära reaktioner. Adaptiv risk är högst under långvarigt och intensivt selektivt tryck; därför kan minimering, modifiering och fasning av bekämpningsmedelsanvändning bidra till att förhindra utveckling av resistens.
Samordnad övervakning och lämpliga åtgärder är avgörande för att bekämpa utvecklande läkemedelsresistens. Till skillnad från evolutionen kan människor förutsäga framtiden.
Jacob A. Tennessen fick finansiering från National Institutes of Health genom Harvard TH Chan School of Public Health och Broad Institute.
Publiceringstid: 21 april 2026
