મેલેરિયા ફેલાવતા મચ્છરો જંતુનાશકો કરતાં વધુ ઝડપથી વિકસિત થઈ રહ્યા છે.

ચેપી રોગો સામેની લડાઈ એ ઉત્ક્રાંતિ સામેની સ્પર્ધા છે. બેક્ટેરિયા એન્ટિબાયોટિક્સ સામે પ્રતિકાર વિકસાવે છે, અને વાયરસ ઝડપથી ફેલાતા રહે છે. જંતુજન્ય રોગો ઉત્ક્રાંતિના બીજા યુદ્ધક્ષેત્રનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે: જંતુઓ પોતે જ ઝેર સામે પ્રતિકાર વિકસાવે છે જેનો ઉપયોગ માનવો તેમને મારવા માટે કરે છે.
ખાસ કરીને, મચ્છરજન્ય મેલેરિયા વાર્ષિક 600,000 થી વધુ લોકોનો ભોગ લે છે. બીજા વિશ્વયુદ્ધથી,જંતુનાશકોમેલેરિયા પરોપજીવીથી ચેપગ્રસ્ત એનોફિલિસ મચ્છરોને મારવા માટે રચાયેલ રાસાયણિક શસ્ત્રોનો ઉપયોગ મેલેરિયા સામે લડવા માટે કરવામાં આવ્યો છે.
જોકે, મચ્છરો ઝડપથી આને રેન્ડર કરવા માટે વ્યૂહરચનાઓ વિકસાવે છેજંતુનાશકો બિનઅસરકારક, લાખો લોકોને જીવલેણ ચેપના જોખમમાં વધારો કરે છે. સાથીદારો સાથે હાથ ધરાયેલ મારો તાજેતરમાં પ્રકાશિત અભ્યાસ શા માટે તે સમજાવે છે.

એક ઉત્ક્રાંતિવાદી આનુવંશિકશાસ્ત્રી તરીકે, હું કુદરતી પસંદગીનો અભ્યાસ કરું છું - અનુકૂલનશીલ ઉત્ક્રાંતિનો આધાર. અસ્તિત્વ માટે સૌથી વધુ ફાયદાકારક આનુવંશિક ભિન્નતાઓ હાનિકારક ભિન્નતાને બદલે છે, જેના કારણે પ્રજાતિઓમાં પરિવર્તન આવે છે. એનોફિલિસ મચ્છરની ઉત્ક્રાંતિ ક્ષમતાઓ ખરેખર આશ્ચર્યજનક છે.
૧૯૯૦ ના દાયકાના મધ્યમાં, આફ્રિકામાં મોટાભાગના એનોફિલિસ મચ્છર પાયરેથ્રોઇડ જંતુનાશકો પ્રત્યે સંવેદનશીલ હતા, જે મૂળ ક્રાયસન્થેમમ્સમાંથી મેળવવામાં આવતા હતા. મચ્છર નિયંત્રણ મુખ્યત્વે બે પાયરેથ્રોઇડ-આધારિત પદ્ધતિઓ પર આધાર રાખતું હતું: સૂતેલા મચ્છરોને બચાવવા માટે જંતુનાશક-સારવાર કરાયેલ મચ્છરદાની અને ઇમારતોની દિવાલો પર અવશેષ જંતુનાશક સ્પ્રે. આ બે પદ્ધતિઓએ જ ૨૦૦૦ થી ૨૦૧૫ વચ્ચે મેલેરિયાના ૫૦ કરોડથી વધુ કેસોને અટકાવ્યા હતા.
જોકે, ઘાનાથી માલાવી સુધીના મચ્છરો હવે વારંવાર જંતુનાશકો સામે પ્રતિકાર વિકસાવી રહ્યા છે, જે અગાઉના ઘાતક ડોઝ કરતા 10 ગણા વધારે છે. એનોફિલિસ મચ્છરોને નિયંત્રિત કરવાના પગલાં ઉપરાંત, કૃષિ પ્રવૃત્તિઓ અજાણતામાં મચ્છરોને પાયરેથ્રોઇડ જંતુનાશકોના સંપર્કમાં લાવી શકે છે, જે તેમના પ્રતિકારને વધુ તીવ્ર બનાવે છે.
આફ્રિકાના કેટલાક ભાગોમાં, એનોફિલિસ મચ્છરોએ મેલેરિયાને નિયંત્રિત કરવા માટે ઉપયોગમાં લેવાતા ચાર પ્રકારના જંતુનાશકો સામે પ્રતિકાર વિકસાવ્યો છે.
એનોફિલિસ મચ્છર અને મેલેરિયા પરોપજીવી આફ્રિકાની બહાર પણ જોવા મળે છે, જ્યાં જંતુનાશક પ્રતિકાર સંશોધન ઓછું સામાન્ય છે.
દક્ષિણ અમેરિકાના મોટાભાગના ભાગોમાં, મુખ્ય મેલેરિયા વાહક એનોફિલિસ ડાર્લિંગી મચ્છર છે. આ મચ્છર આફ્રિકાના મેલેરિયા વાહકોથી એટલો અલગ છે કે તે એક અલગ જાતિ - નિસોરહિન્ચસનો હોઈ શકે છે. આઠ દેશોના સાથીદારો સાથે મળીને, મેં 1,000 થી વધુ એનોફિલિસ ડાર્લિંગી મચ્છરોના જીનોમનું વિશ્લેષણ કર્યું જેથી તેમની આનુવંશિક વિવિધતા, જેમાં તાજેતરની માનવ પ્રવૃત્તિને કારણે થતા કોઈપણ ફેરફારોનો સમાવેશ થાય છે, તે સમજી શકાય. મારા સાથીઓએ બ્રાઝિલના એટલાન્ટિક કિનારાથી કોલંબિયામાં એન્ડીઝના પેસિફિક કિનારા સુધી ફેલાયેલા વિશાળ પ્રદેશમાં 16 સ્થળોએથી આ મચ્છરો એકત્રિત કર્યા.
અમને જાણવા મળ્યું કે, તેના આફ્રિકન સંબંધીઓની જેમ, *એનોફિલિસ ડાર્લિંગી* અત્યંત ઉચ્ચ આનુવંશિક વિવિધતા દર્શાવે છે - માનવો કરતા 20 ગણાથી વધુ - જે ખૂબ મોટી વસ્તી દર્શાવે છે. આટલા મોટા જનીન પૂલ ધરાવતી પ્રજાતિઓ નવા પડકારોનો સામનો કરવા માટે સારી રીતે અનુકૂળ હોય છે. જ્યારે વસ્તી ખૂબ મોટી હોય છે, ત્યારે ઇચ્છિત લાભ પૂરો પાડતા યોગ્ય પરિવર્તનના ઉદભવની સંભાવના વધી જાય છે. એકવાર આ પરિવર્તન ફેલાવાનું શરૂ થાય છે, સંખ્યાત્મક ફાયદાને કારણે, થોડા મચ્છરોના રેન્ડમ મૃત્યુ પણ તેના સંપૂર્ણ લુપ્ત થવા તરફ દોરી જશે નહીં.
તેનાથી વિપરીત, યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સના વતની, બાલ્ડ ઇગલ, ક્યારેય જંતુનાશક DDT સામે પ્રતિકાર વિકસાવી શક્યા નહીં અને અંતે લુપ્ત થવાનો સામનો કરવો પડ્યો. લાખો જંતુઓની ઉત્ક્રાંતિ કાર્યક્ષમતા ફક્ત થોડા હજાર પક્ષીઓ કરતા ઘણી વધારે છે. હકીકતમાં, છેલ્લા કેટલાક દાયકાઓમાં, અમે એનોફિલ્સ ડાર્લિંગી મચ્છરોમાં ડ્રગ પ્રતિકાર સાથે સંકળાયેલા જનીનોમાં અનુકૂલનશીલ ઉત્ક્રાંતિના સંકેતો જોયા છે.
પાયરેથ્રોઇડ્સ અને ડીડીટી, અન્ય જંતુનાશકોની સાથે, સમાન પરમાણુ લક્ષ્ય પર કાર્ય કરે છે: આયન ચેનલો જે ચેતા કોષોમાં ખુલી અને બંધ થઈ શકે છે. જ્યારે આ ચેનલો ખુલ્લી હોય છે, ત્યારે ચેતા કોષો અન્ય કોષોને ઉત્તેજિત કરે છે. જંતુનાશકો આ ચેનલોને ખુલ્લા રહેવા અને આવેગનું પ્રસારણ ચાલુ રાખવા દબાણ કરે છે, જેના કારણે જંતુઓનો લકવો અને મૃત્યુ થાય છે. જો કે, જંતુઓ ચેનલોનો આકાર બદલીને પ્રતિકાર વિકસાવી શકે છે.
અન્ય વૈજ્ઞાનિકો દ્વારા કરવામાં આવેલા અગાઉના આનુવંશિક અભ્યાસો, તેમજ અમારા અભ્યાસમાં, એનોફિલિસ ડાર્લિંગીમાં આ પ્રકારનો પ્રતિકાર જોવા મળ્યો નથી. તેના બદલે, અમે શોધી કાઢ્યું કે પ્રતિકાર એક અલગ રીતે વિકસે છે: ઝેરી સંયોજનોને તોડી નાખતા ઉત્સેચકોને એન્કોડ કરતા જનીનોના સમૂહ દ્વારા. આ ઉત્સેચકોની ઉચ્ચ પ્રવૃત્તિ, જેને P450s તરીકે ઓળખવામાં આવે છે, તે ઘણીવાર અન્ય મચ્છરોમાં જંતુનાશક પ્રતિકારના વિકાસ માટે જવાબદાર છે. 20મી સદીના મધ્યમાં જંતુનાશક ઉપયોગના આગમનથી, દક્ષિણ અમેરિકામાં P450 જનીનોનો સમાન સમૂહ ઓછામાં ઓછો સાત વખત સ્વતંત્ર રીતે પરિવર્તિત થયો છે.
ફ્રેન્ચ ગુયાનામાં, P450 જનીનોના બીજા સમૂહે પણ સમાન ઉત્ક્રાંતિ પેટર્ન દર્શાવી હતી, જે આ ઉત્સેચકો અને અનુકૂલન વચ્ચેના ગાઢ સંબંધની પુષ્ટિ કરે છે. વધુમાં, જ્યારે મચ્છરોને સીલબંધ કન્ટેનરમાં મૂકવામાં આવ્યા હતા અને પાયરેથ્રોઇડ જંતુનાશકોના સંપર્કમાં આવ્યા હતા, ત્યારે વ્યક્તિગત મચ્છરોમાં P450 જનીનોમાં તફાવત તેમના અસ્તિત્વના સમય સાથે સંકળાયેલા હતા.
દક્ષિણ અમેરિકામાં, જંતુનાશકોનો ઉપયોગ કરીને મોટા પાયે મેલેરિયા નિયંત્રણ ઝુંબેશ ફક્ત છૂટાછવાયા હતા અને તે મચ્છરોના ઉત્ક્રાંતિનું મુખ્ય કારણ ન પણ હોય. તેના બદલે, મચ્છરો પરોક્ષ રીતે કૃષિ જંતુનાશકોના સંપર્કમાં આવ્યા હોઈ શકે છે. રસપ્રદ વાત એ છે કે, વિકસિત કૃષિ ધરાવતા પ્રદેશોમાં અમે ઉત્ક્રાંતિના સૌથી સ્પષ્ટ સંકેતો જોયા.
તાજેતરના વર્ષોમાં નવી રસીઓના આગમન અને મેલેરિયા નિયંત્રણમાં અન્ય પ્રગતિ છતાં, મચ્છર નિયંત્રણ મેલેરિયાના ફેલાવાને ઘટાડવા માટે ચાવીરૂપ છે.
ઘણા દેશો મેલેરિયાનો સામનો કરવા માટે આનુવંશિક ઇજનેરીનું પરીક્ષણ કરી રહ્યા છે. આ ટેકનોલોજીમાં મચ્છરોની સંખ્યા ઘટાડવા અથવા મેલેરિયા પરોપજીવી સામે તેમનો પ્રતિકાર ઘટાડવા માટે આનુવંશિક રીતે મચ્છરોમાં ફેરફાર કરવાનો સમાવેશ થાય છે. જ્યારે મચ્છરોની નોંધપાત્ર અનુકૂલનક્ષમતા પડકાર ઉભો કરી શકે છે, ત્યારે સંભાવનાઓ આશાસ્પદ છે.
હું અને મારા સાથીદારો ઉભરતા જંતુનાશક પ્રતિકારને શોધવા માટેની પદ્ધતિઓ સુધારવા માટે કામ કરી રહ્યા છીએ. નવા અથવા અણધાર્યા ઉત્ક્રાંતિ પ્રતિભાવો શોધવા માટે જીનોમ સિક્વન્સિંગ મહત્વપૂર્ણ રહે છે. લાંબા અને તીવ્ર પસંદગીયુક્ત દબાણ હેઠળ અનુકૂલનશીલ જોખમ સૌથી વધુ હોય છે; તેથી, જંતુનાશકોના ઉપયોગને ઓછો કરવા, સંશોધિત કરવા અને તબક્કાવાર ઘટાડવાથી પ્રતિકારના વિકાસને રોકવામાં મદદ મળી શકે છે.
વિકસિત થતા ડ્રગ પ્રતિકારનો સામનો કરવા માટે સંકલિત દેખરેખ અને યોગ્ય પ્રતિભાવો જરૂરી છે. ઉત્ક્રાંતિથી વિપરીત, માનવી ભવિષ્યની આગાહી કરવામાં સક્ષમ છે.
જેકબ એ. ટેનેસેનને હાર્વર્ડ ટીએચ ચાન સ્કૂલ ઓફ પબ્લિક હેલ્થ અને બ્રોડ ઇન્સ્ટિટ્યૂટ દ્વારા નેશનલ ઇન્સ્ટિટ્યૂટ ઓફ હેલ્થ તરફથી ભંડોળ પ્રાપ્ત થયું.