Mae'r frwydr yn erbyn clefydau heintus yn ras yn erbyn esblygiad. Mae bacteria'n datblygu ymwrthedd i wrthfiotigau, ac mae firysau'n esblygu'n gyson i ledaenu'n gyflymach. Mae clefydau a gludir gan bryfed yn cynrychioli maes brwydr esblygiadol arall: mae pryfed eu hunain yn datblygu ymwrthedd i'r gwenwynau y mae bodau dynol yn eu defnyddio i'w lladd.
Yn benodol, mae malaria a gludir gan fosgitos yn lladd dros 600,000 o bobl yn flynyddol. Ers yr Ail Ryfel Byd,pryfleiddiaid—defnyddiwyd arfau cemegol a gynlluniwyd i ladd mosgitos Anopheles sydd wedi'u heintio â'r parasit malaria—i frwydro yn erbyn malaria.
Fodd bynnag, mae mosgitos yn datblygu strategaethau'n gyflym i wneud y rhain yn bosibl.pryfleiddiaid aneffeithiol, gan amlygu miliynau o bobl i risg uwch o heintiau angheuol. Mae fy astudiaeth a gyhoeddwyd yn ddiweddar, a gynhaliwyd gyda chydweithwyr, yn egluro pam.
Fel genetegydd esblygiadol, rwy'n astudio detholiad naturiol—sail esblygiad addasol. Mae amrywiadau genetig sydd fwyaf buddiol ar gyfer goroesi yn disodli'r rhai sy'n anfantais, gan arwain at newidiadau mewn rhywogaethau. Mae galluoedd esblygiadol y mosgito Anopheles yn wirioneddol syfrdanol.
Yng nghanol y 1990au, roedd y rhan fwyaf o fosgitos Anopheles yn Affrica yn agored i bryfleiddiaid pyrethroid, a ddeilliodd yn wreiddiol o chrysanthemums. Roedd rheoli mosgitos yn dibynnu'n bennaf ar ddau ddull seiliedig ar byrethroid: rhwydi mosgito wedi'u trin â phryfleiddiad i amddiffyn mosgitos sy'n cysgu a chwistrellau pryfleiddiad gweddilliol ar waliau adeiladau. Mae'n debyg bod y ddau ddull hyn ar eu pen eu hunain wedi atal dros 500 miliwn o achosion o falaria rhwng 2000 a 2015.
Fodd bynnag, mae mosgitos o Ghana i Malawi bellach yn aml yn datblygu ymwrthedd i blaladdwyr ar grynodiadau 10 gwaith yn uwch na'r dos angheuol blaenorol. Yn ogystal â mesurau i reoli mosgitos Anopheles, gall gweithgareddau amaethyddol amlygu mosgitos yn anfwriadol i blaladdwyr pyrethroid, gan waethygu eu hymwrthedd ymhellach.
Mewn rhai rhannau o Affrica, mae mosgitos Anopheles wedi datblygu ymwrthedd i bedwar dosbarth o bryfleiddiaid a ddefnyddir i reoli malaria.
Mae mosgitos Anopheles a pharasitiaid malaria hefyd i'w cael y tu allan i Affrica, lle mae ymchwil i ymwrthedd i blaladdwyr yn llai cyffredin.
Yng nghanol llawer o Dde America, y prif gludydd malaria yw'r mosgito Anopheles darlingi. Mae'r mosgito hwn mor wahanol i gludwyr malaria yn Affrica fel y gallai berthyn i genws gwahanol—Nyssorhynchus. Ynghyd â chydweithwyr o wyth gwlad, dadansoddais genom dros 1,000 o fosgitos Anopheles darlingi i ddeall eu hamrywiaeth genetig, gan gynnwys unrhyw newidiadau a achoswyd gan weithgarwch dynol diweddar. Casglodd fy nghydweithwyr y mosgitos hyn o 16 lleoliad ar draws tiriogaeth helaeth yn ymestyn o arfordir yr Iwerydd ym Mrasil i arfordir y Môr Tawel yn yr Andes yng Ngholombia.
Fe wnaethon ni ganfod, fel ei berthnasau Affricanaidd, fod *Anopheles darlingi* yn arddangos amrywiaeth genetig eithriadol o uchel—mwy nag 20 gwaith yn fwy nag amrywiaeth bodau dynol—sy'n dynodi poblogaeth fawr iawn. Mae rhywogaethau sydd â phwll genynnau mor fawr wedi addasu'n dda i addasu i heriau newydd. Pan fo poblogaeth mor fawr, mae'r tebygolrwydd y bydd mwtaniadau priodol yn ymddangos sy'n darparu mantais a ddymunir yn cynyddu. Unwaith y bydd y mwtaniad hwn yn dechrau lledaenu, diolch i'r fantais rifol, ni fydd hyd yn oed marwolaeth ar hap ychydig o fosgitos yn arwain at ei ddifodiant llwyr.
Mewn cyferbyniad, ni ddatblygodd yr eryr moel, sy'n frodorol i'r Unol Daleithiau, wrthwynebiad i'r pryfleiddiad DDT erioed ac yn y pen draw roedd yn wynebu difodiant. Mae effeithlonrwydd esblygiadol miliynau o bryfed ymhell yn fwy nag effeithlonrwydd ychydig filoedd o adar yn unig. Mewn gwirionedd, dros y degawdau diwethaf, rydym wedi gweld arwyddion o esblygiad addasol mewn genynnau sy'n gysylltiedig ag ymwrthedd i gyffuriau mewn mosgitos Anopheles darlingi.
Mae pyrethroidau a DDT, ymhlith pryfleiddiaid eraill, yn gweithredu ar yr un targed moleciwlaidd: sianeli ïon a all agor a chau mewn celloedd nerf. Pan fydd y sianeli hyn ar agor, mae celloedd nerf yn ysgogi celloedd eraill. Mae pryfleiddiaid yn gorfodi'r sianeli hyn i aros ar agor a pharhau i drosglwyddo ysgogiadau, gan arwain at barlys a marwolaeth pryfed. Fodd bynnag, gall pryfed ddatblygu ymwrthedd trwy newid siâp y sianeli eu hunain.
Nid yw astudiaethau genetig blaenorol gan wyddonwyr eraill, yn ogystal â'n hastudiaeth ni, wedi canfod y math hwn o wrthwynebiad yn Anopheles darlingi. Yn lle hynny, fe wnaethon ni ddarganfod bod ymwrthedd yn datblygu mewn ffordd wahanol: trwy set o enynnau sy'n amgodio ensymau sy'n chwalu cyfansoddion gwenwynig. Mae gweithgaredd uchel yr ensymau hyn, a elwir yn P450au, yn aml yn gyfrifol am ddatblygiad ymwrthedd i blaladdwyr mewn mosgitos eraill. Ers dyfodiad defnyddio plaladdwyr yng nghanol yr 20fed ganrif, mae'r un set o enynnau P450 wedi mwtaneiddio'n annibynnol o leiaf saith gwaith yn Ne America.
Yng Ngwaiana Ffrengig, dangosodd set arall o enynnau P450 batrwm esblygiadol tebyg hefyd, gan gadarnhau ymhellach y cysylltiad agos rhwng yr ensymau hyn ac addasu. Ar ben hynny, pan osodwyd mosgitos mewn cynwysyddion wedi'u selio a'u hamlygu i bryfleiddiaid pyrethroid, roedd gwahaniaethau mewn genynnau P450 ymhlith mosgitos unigol yn cydberthyn â'u hamser goroesi.
Yn Ne America, dim ond yn ysbeidiol oedd ymgyrchoedd rheoli malaria ar raddfa fawr gan ddefnyddio plaladdwyr ac efallai nad nhw oedd prif ysgogydd esblygiad mosgitos. Yn lle hynny, mae'n bosibl bod mosgitos wedi bod yn agored i blaladdwyr amaethyddol yn anuniongyrchol. Yn ddiddorol, gwelsom yr arwyddion mwyaf amlwg o esblygiad mewn rhanbarthau ag amaethyddiaeth ddatblygedig.
Er gwaethaf dyfodiad brechlynnau newydd a datblygiadau eraill mewn rheoli malaria yn ystod y blynyddoedd diwethaf, mae rheoli mosgitos yn parhau i fod yn allweddol i leihau lledaeniad malaria.
Mae sawl gwlad yn profi peirianneg enetig i frwydro yn erbyn malaria. Mae'r dechnoleg hon yn cynnwys addasu poblogaethau mosgitos yn enetig i leihau eu niferoedd neu leihau eu gwrthwynebiad i'r parasit malaria. Er y gall addasrwydd rhyfeddol y mosgitos fod yn her, mae'r rhagolygon yn addawol.
Mae fy nghydweithwyr a minnau'n gweithio i wella dulliau ar gyfer canfod ymwrthedd i blaladdwyr sy'n dod i'r amlwg. Mae dilyniannu genom yn parhau i fod yn hanfodol ar gyfer canfod ymatebion esblygiadol newydd neu annisgwyl. Mae'r risg addasol ar ei huchaf o dan bwysau dethol hirfaith a dwys; felly, gall lleihau, addasu a lleihau'r defnydd o blaladdwyr yn raddol helpu i atal datblygiad ymwrthedd.
Mae monitro cydlynol ac ymatebion priodol yn hanfodol i frwydro yn erbyn ymwrthedd i gyffuriau sy'n esblygu. Yn wahanol i esblygiad, mae bodau dynol yn gallu rhagweld y dyfodol.
Derbyniodd Jacob A. Tennessen gyllid gan y Sefydliadau Iechyd Cenedlaethol drwy Ysgol Iechyd Cyhoeddus Harvard TH Chan a'r Sefydliad Broad.
Amser postio: 21 Ebrill 2026
