JAKARTA – Perubahan iklim berperan besar dalam kehidupan nyamuk. Pasalnya, parasit malaria sangat ahli dalam beradaptasi.
Untuk menyelesaikan siklus hidupnya, parasit ini harus ditularkan dari nyamuk ke manusia dan kemudian kembali ke nyamuk lagi.
Selama jutaan tahun evolusi, parasit ini telah beradaptasi dengan sempurna pada kedua inang ini. Namun, meskipun kita telah mengetahui siklus malaria selama lebih dari 100 tahun, masih banyak pertanyaan yang belum terjawab.
Salah satu pertanyaan tersebut adalah berapa lama waktu yang dibutuhkan parasit malaria untuk berkembang di dalam tubuh nyamuk. Saat ini diperkirakan bahwa parasit malaria dapat ditularkan setelah rata-rata 12 hari. Namun, nyamuk diperkirakan dapat hidup rata-rata dua pekan di alam.
Kini, para peneliti dari Levashina Lab di Max Planck Institute for Infection Biology di Berlin telah menyajikan pemahaman yang lebih baik tentang evolusi parasit dalam nyamuk. Mereka menunjukkan bahwa parasit mendapatkan keuntungan dari pasokan nutrisi yang kaya dari nyamuk, jika mereka tinggal di sana lebih lama sebelum ditularkan ke manusia, yang pada akhirnya menyebabkan penularan yang lebih sukses.
Berdasarkan temuan dari eksperimen laboratorium, hasil ini diperoleh dengan menggunakan model matematika.
“Hampir tidak mungkin untuk mengikuti evolusi parasit malaria di laboratorium. Untuk mempelajari tekanan evolusi, kita harus mengikuti ratusan siklus penularan: nyamuk-mamalia-nyamuk. Hal ini tidak mungkin terjadi pada parasit malaria manusia,” kata penulis utama studi, Paola Carrillo-Bustamante, seperti dilansir dari Phys, Jumat (29/12/2023).
Model matematika menangkap proses nyata dalam rumus matematika, memungkinkan para peneliti untuk membuat prediksi dan menganalisis serta memahami perilaku proses-proses ini dalam kondisi yang berbeda. Sudah ada model-model penularan malaria yang pada dasarnya menggambarkan kehidupan nyamuk.
Namun, model-model tersebut biasanya hanya memasukkan variabel perkembangan larva, perilaku menggigit, reproduksi, dan usia nyamuk. Model-model ini memprediksi secara intuitif bahwa parasit malaria akan berevolusi dalam waktu yang singkat, yang mana, seperti yang telah dijelaskan di atas, tidak demikian kenyataannya.
Fakta bahwa model tidak sepenuhnya sesuai dengan kenyataan tidak dengan sendirinya menjadi masalah, karena model selalu merupakan perkiraan dari kenyataan. Namun, jika sebuah model tidak merepresentasikan mekanisme kunci dengan benar, maka model tersebut perlu dilengkapi.
Tugas para peneliti adalah menemukan variabel yang hilang yang akan memungkinkan model transmisi menggambarkan waktu perkembangan parasit dengan benar. Penelitian sebelumnya tentang metabolisme nyamuk memberikan petunjuk tentang variabel yang hilang tersebut.
Untuk mengembangkan telurnya, nyamuk betina membutuhkan nutrisi dari darah mamalia, inilah mengapa mereka menggigit manusia. Selama proses memakan darah ini, parasit malaria masuk ke dalam usus nyamuk, dan menggunakan nutrisi yang sama untuk perkembangannya. Namun, seekor nyamuk sering menggigit lebih dari satu kali seumur hidupnya.
Carrillo-Bustamante mengatakan bahwa model penelitiannya memprediksi, parasit menjadi lebih kuat setiap kali makan darah, sehingga parasit mendapatkan keuntungan dari beberapa gigitan.
“Dengan informasi penting ini, kami merevisi model penularannya. Beberapa gigitan membutuhkan waktu – sebuah alasan yang mungkin mengapa parasit menunggu lama di dalam nyamuk untuk mendapatkan keuntungan dari makanan darah sebanyak mungkin,” jelas dia.
Dengan menambahkan variabel baru yaitu metabolisme, para peneliti kemudian melakukan eksperimen evolusi dengan model penularan yang telah diperbarui. Mereka memberikan kesempatan kepada parasit virtual untuk secara acak mengubah waktu perkembangannya di dalam nyamuk, yaitu bermutasi. Mereka kemudian membiarkan model tersebut berjalan selama 5.000 hari-waktu yang cukup bagi seleksi alam untuk menemukan waktu perkembangan yang optimal.
Terlepas dari apakah titik awalnya adalah waktu perkembangan yang pendek atau panjang, parasit dengan waktu perkembangan 12 hari selalu terpilih dalam populasi. Optimum evolusi ini juga dapat diamati dalam kenyataan.
Bagi Carrillo-Bustamante, hasil penelitian ini mengindikasikan bahwa model yang sudah ada perlu dilengkapi.
“Model-model sebelumnya sering memperlakukan nyamuk seperti jarum suntik yang menularkan parasit malaria kepada manusia. Penelitian kami menunjukkan bahwa interaksi nyamuk-parasit harus dipertimbangkan dalam model penularan,” kata Carrillo-Bustamante.
Carrillo-Bustamante menekankan pentingnya memahami penyakit ini dari segala aspek untuk mengembangkan penanggulangan yang efektif, karena 250 juta orang masih terinfeksi malaria setiap tahunnya.
Model penularan penyakit yang akurat merupakan langkah penting dalam memahami penyakit ini dan memprediksi epidemi di masa depan dengan tepat. Hal ini sangat penting di era perubahan kondisi lingkungan, karena perubahan iklim membawa malaria ke wilayah-wilayah baru di dunia. (TR)
