मलेरिया पसरवणारे डास, कीटकनाशके त्यांना मारू शकण्याच्या क्षमतेपेक्षा अधिक वेगाने उत्क्रांत होत आहेत.

संसर्गजन्य रोगांविरुद्धचा लढा ही उत्क्रांतीविरुद्धची एक शर्यत आहे. जीवाणू प्रतिजैविकांना प्रतिकारशक्ती विकसित करतात आणि विषाणू अधिक वेगाने पसरण्यासाठी सतत उत्क्रांत होत असतात. कीटकांद्वारे पसरणारे रोग हे उत्क्रांतीचे आणखी एक रणांगण आहे: कीटकांना मारण्यासाठी मानव वापरत असलेल्या विषांना ते स्वतःच प्रतिकारशक्ती विकसित करत आहेत.
विशेषतः, डासांमुळे होणाऱ्या मलेरियामुळे दरवर्षी ६ लाखांहून अधिक लोकांचा मृत्यू होतो. दुसऱ्या महायुद्धापासून,कीटकनाशकेमलेरियाच्या परजीवीने संक्रमित झालेल्या ॲनोफिलीस डासांना मारण्यासाठी तयार केलेली रासायनिक शस्त्रे मलेरियाचा सामना करण्यासाठी वापरली गेली आहेत.
मात्र, डास या गोष्टींना निष्प्रभ करण्यासाठी त्वरीत युक्त्या विकसित करतात.कीटकनाशके निष्प्रभावीत्यामुळे लाखो लोकांना जीवघेण्या संसर्गाचा वाढता धोका निर्माण होतो. माझ्या सहकाऱ्यांसोबत केलेल्या आणि नुकत्याच प्रकाशित झालेल्या माझ्या अभ्यासात याचे कारण स्पष्ट केले आहे.

एक उत्क्रांतीवादी अनुवंशशास्त्रज्ञ म्हणून, मी नैसर्गिक निवडीचा अभ्यास करतो—जी अनुकूलनशील उत्क्रांतीचा आधार आहे. जगण्यासाठी सर्वात फायदेशीर असलेले अनुवंशिक बदल, तोटादायक बदलांची जागा घेतात, ज्यामुळे प्रजातींमध्ये बदल घडतात. ॲनोफिलीस डासाची उत्क्रांती क्षमता खरोखरच आश्चर्यकारक आहे.
१९९० च्या दशकाच्या मध्यात, आफ्रिकेतील बहुतेक ॲनोफिलीस डास पायरेथ्रॉइड कीटकनाशकांना संवेदनशील होते, जे मूळतः शेवंतीच्या फुलांपासून बनवले जात होते. डास नियंत्रण प्रामुख्याने दोन पायरेथ्रॉइड-आधारित पद्धतींवर अवलंबून होते: झोपलेल्या डासांचे संरक्षण करण्यासाठी कीटकनाशक-प्रक्रिया केलेल्या मच्छरदाण्या आणि इमारतींच्या भिंतींवर दीर्घकाळ टिकणाऱ्या कीटकनाशक फवारण्या. केवळ या दोन पद्धतींमुळे २००० ते २०१५ दरम्यान मलेरियाची ५० कोटींहून अधिक प्रकरणे टाळली गेली असावीत.
मात्र, घानापासून मलावीपर्यंतचे डास आता पूर्वीच्या प्राणघातक मात्रेपेक्षा १० पट जास्त तीव्रतेच्या कीटकनाशकांनाही वारंवार प्रतिकारक्षम बनत आहेत. ॲनोफिलीस डासांवर नियंत्रण ठेवण्याच्या उपायांव्यतिरिक्त, कृषी कार्यांमुळे नकळतपणे डास पायरेथ्रॉइड कीटकनाशकांच्या संपर्कात येऊ शकतात, ज्यामुळे त्यांची प्रतिकारशक्ती आणखी वाढते.
आफ्रिकेच्या काही भागांमध्ये, ॲनोफिलीस डासांनी मलेरिया नियंत्रणासाठी वापरल्या जाणाऱ्या चार प्रकारच्या कीटकनाशकांना प्रतिकारशक्ती विकसित केली आहे.
अ‍ॅनोफिलीस डास आणि मलेरियाचे परजीवी आफ्रिकेबाहेरही आढळतात, जिथे कीटकनाशक प्रतिकारशक्तीवरील संशोधन कमी प्रमाणात केले जाते.
दक्षिण अमेरिकेच्या बहुतांश भागात, मलेरियाचा प्रमुख वाहक ॲनोफिलीस डार्लिंगी डास आहे. हा डास आफ्रिकेतील मलेरिया वाहकांपेक्षा इतका वेगळा आहे की तो नायसोरिंकस (Nyssorhynchus) नावाच्या वेगळ्या प्रजातीचा असू शकतो. आठ देशांतील सहकाऱ्यांसोबत मिळून, मी १,००० हून अधिक ॲनोफिलीस डार्लिंगी डासांच्या जनुकीय रचनेचे (जीनोमचे) विश्लेषण केले, जेणेकरून त्यांची अनुवांशिक विविधता, तसेच अलीकडील मानवी क्रियाकलापांमुळे झालेले बदल समजून घेता येतील. माझ्या सहकाऱ्यांनी हे डास ब्राझीलच्या अटलांटिक किनाऱ्यापासून ते कोलंबियातील अँडीज पर्वताच्या पॅसिफिक किनाऱ्यापर्यंत पसरलेल्या एका विशाल प्रदेशातील १६ ठिकाणांहून गोळा केले होते.
आम्हाला असे आढळले की, त्याच्या आफ्रिकन नातेवाईकांप्रमाणेच, ॲनोफिलीस डार्लिंगीमध्ये अत्यंत उच्च अनुवांशिक विविधता आहे—मानवांपेक्षा २० पटींहून अधिक—जे खूप मोठ्या लोकसंख्येचे द्योतक आहे. इतका मोठा जनुकीय साठा असलेल्या प्रजाती नवीन आव्हानांना सामोरे जाण्यासाठी चांगल्या प्रकारे अनुकूलित झालेल्या असतात. जेव्हा लोकसंख्या इतकी मोठी असते, तेव्हा अपेक्षित फायदा मिळवून देणाऱ्या योग्य उत्परिवर्तनांच्या उदयाची शक्यता वाढते. एकदा का हे उत्परिवर्तन पसरू लागले की, संख्यात्मक फायद्यामुळे, काही डासांचा अचानक झालेला मृत्यूसुद्धा त्या प्रजातीला पूर्णपणे नामशेष करणार नाही.
याउलट, अमेरिकेचा मूळ रहिवासी असलेल्या बाल्ड ईगलमध्ये डीडीटी या कीटकनाशकाला कधीच प्रतिकारशक्ती विकसित झाली नाही आणि अखेरीस तो नामशेष होण्याच्या मार्गावर होता. लाखो कीटकांची उत्क्रांतीची कार्यक्षमता केवळ काही हजार पक्ष्यांपेक्षा कितीतरी पटीने जास्त आहे. खरं तर, गेल्या काही दशकांमध्ये, ॲनोफिलीस डार्लिंगी डासांमधील औषध-प्रतिकारशक्तीशी संबंधित जनुकांमध्ये अनुकूली उत्क्रांतीची चिन्हे आम्हाला दिसून आली आहेत.
पायरेथ्रॉइड्स आणि डीडीटी, यांसारखी इतर कीटकनाशके, एकाच आण्विक लक्ष्यावर कार्य करतात: चेतापेशींमधील उघडझाप करू शकणाऱ्या आयन चॅनेल्सवर. जेव्हा हे चॅनेल्स उघडे असतात, तेव्हा चेतापेशी इतर पेशींना उत्तेजित करतात. कीटकनाशके या चॅनेल्सना उघडे राहण्यास आणि आवेग प्रसारित करत राहण्यास भाग पाडतात, ज्यामुळे कीटकांना पक्षाघात होतो आणि त्यांचा मृत्यू होतो. तथापि, कीटक स्वतः या चॅनेल्सचा आकार बदलून प्रतिकारशक्ती विकसित करू शकतात.
इतर शास्त्रज्ञांनी केलेल्या पूर्वीच्या जनुकीय अभ्यासांमध्ये, तसेच आमच्या अभ्यासातही, ॲनोफिलीस डार्लिंगीमध्ये या प्रकारचा प्रतिकार आढळला नाही. त्याऐवजी, आम्हाला असे आढळले की हा प्रतिकार एका वेगळ्या पद्धतीने विकसित होतो: विषारी संयुगांचे विघटन करणाऱ्या एन्झाइम्सची निर्मिती करणाऱ्या जनुकांच्या संचाद्वारे. P450 म्हणून ओळखल्या जाणाऱ्या या एन्झाइम्सची उच्च क्रियाशीलता अनेकदा इतर डासांमध्ये कीटकनाशक प्रतिकाराच्या विकासासाठी जबाबदार असते. २० व्या शतकाच्या मध्यापासून कीटकनाशकांचा वापर सुरू झाल्यापासून, दक्षिण अमेरिकेत P450 जनुकांच्या त्याच संचामध्ये स्वतंत्रपणे किमान सात वेळा उत्परिवर्तन झाले आहे.
फ्रेंच गयानामध्ये, P450 जनुकांच्या दुसऱ्या संचाने देखील असाच उत्क्रांतीचा नमुना दर्शवला, ज्यामुळे या एन्झाइम्स आणि अनुकूलन यांच्यातील घनिष्ठ संबंधाला अधिक पुष्टी मिळाली. शिवाय, जेव्हा डासांना बंद डब्यांमध्ये ठेवून पायरेथ्रॉइड कीटकनाशकांच्या संपर्कात आणले गेले, तेव्हा प्रत्येक डासातील P450 जनुकांमधील फरक त्यांच्या जगण्याच्या कालावधीशी संबंधित असल्याचे दिसून आले.
दक्षिण अमेरिकेत, कीटकनाशकांचा वापर करून मोठ्या प्रमाणावर मलेरिया नियंत्रण मोहिमा केवळ तुरळक होत्या आणि त्या डासांच्या उत्क्रांतीचे प्राथमिक कारण नसाव्यात. त्याऐवजी, डासांचा कृषी कीटकनाशकांशी अप्रत्यक्ष संपर्क आला असावा. विशेष म्हणजे, विकसित शेती असलेल्या प्रदेशांमध्ये आम्हाला उत्क्रांतीची सर्वात ठळक चिन्हे दिसून आली.
अलिकडच्या वर्षांत नवीन लसी आणि मलेरिया नियंत्रणातील इतर प्रगती झाली असली तरी, मलेरियाचा प्रसार कमी करण्यासाठी डास नियंत्रण हाच मुख्य उपाय आहे.
अनेक देश मलेरियाचा सामना करण्यासाठी जनुकीय अभियांत्रिकीची चाचणी करत आहेत. या तंत्रज्ञानामध्ये डासांची संख्या कमी करण्यासाठी किंवा मलेरियाच्या परजीवीविरुद्धचा त्यांचा प्रतिकार कमी करण्यासाठी त्यांच्या जनुकीय रचनेत बदल केला जातो. डासांची विलक्षण अनुकूलनक्षमता एक आव्हान ठरू शकते, तरीही यातील शक्यता आशादायक आहेत.
मी आणि माझे सहकारी, नव्याने उदयास येणाऱ्या कीटकनाशक प्रतिकारशक्तीचा शोध घेण्याच्या पद्धती सुधारण्यासाठी काम करत आहोत. नवीन किंवा अनपेक्षित उत्क्रांतीवादी प्रतिसादांचा शोध घेण्यासाठी जीनोम सिक्वेन्सिंग अत्यंत महत्त्वाचे आहे. दीर्घकाळ चालणाऱ्या आणि तीव्र निवडक दबावाखाली अनुकूलनाचा धोका सर्वाधिक असतो; त्यामुळे, कीटकनाशकांचा वापर कमी करणे, त्यात बदल करणे आणि टप्प्याटप्प्याने करणे, हे प्रतिकारशक्तीचा विकास रोखण्यास मदत करू शकते.
वाढत्या औषध-प्रतिकाराचा सामना करण्यासाठी समन्वित देखरेख आणि योग्य प्रतिसाद आवश्यक आहेत. उत्क्रांतीच्या विपरीत, मानव भविष्याचा वेध घेण्यास सक्षम आहे.
जेकब ए. टेनेसेन यांना हार्वर्ड टीएच चॅन स्कूल ऑफ पब्लिक हेल्थ आणि ब्रॉड इन्स्टिट्यूटच्या माध्यमातून नॅशनल इन्स्टिट्यूट्स ऑफ हेल्थकडून निधी प्राप्त झाला.