أجرى العلماء بمقارنة كيفية تأثير ظروف نمو (Bacillus thuringiensis) في وسط سائل أو على سطح صلب، وكنموذج للحشرات
وفي الدراسة، قام العلماء بزراعة بكتيريا (Bacillus thuringiensis) في ظل ظروف مختلفة وقاسوا معدل النمو وتكوين الأبواغ، بالإضافة إلى نشاط الجينات المرتبطة بالضراوة. وقد تم استخدام هذه البكتيريا بعد ذلك لإصابة يرقات عثة الشمع لمقارنة مدى فعالية الكائنات الحية الدقيقة المزروعة في ظل ظروف مختلفة في قتل الحشرات.
وأظهرت النتائج أن البكتيريا التي نمت كمستعمرات على وسط صلب لمدة ثلاثة أيام، تسببت في ضعف معدل وفيات اليرقات مقارنة بالبكتيريا التي نمت في وسط سائل. خلال هذه الفترة، احتوت المستعمرات على عدد أكبر من الجراثيم وسموم "كراي توكسين"، ما أدى إلى ارتفاع معدل وفيات الحشرات عند الإصابة. ومع ذلك، بحلول اليوم السابع من النمو، اختفت الاختلافات في الضراوة بين البكتيريا المزروعة في ظل ظروف مختلفة، حيث أكملت معظم الخلايا في كلا المجتمعين عملية تكوين الأبواغ وإنتاج سموم كراي.
كما قام العلماء بفحص نشاط الجينات الرئيسية التي تتحكم في دورة حياة بكتيريا (Bacillus thuringiensis)، وتبين أنه على وسط صلب، كان نشاط الجين المسؤول عن مرحلة تكوين الأبواغ وإنتاج سموم "كراي توكسين" أعلى بشكل ملحوظ بحلول اليوم الثالث من النمو مقارنة بالوسط السائل. علاوة على ذلك، كان نشاط الجين المسؤول عن إنتاج عوامل الضراوة الإضافية مرتفعًا في كل من البكتيريا السائلة والصلبة. ومع ذلك، بالنسبة للبكتيريا في وسط سائل في غياب سموم "كراي توكسين"، فإن هذا لم يوفر أي ميزة.
لذا فإن الفرق هو أنه في الوسط الصلب بالبيئة، تبدأ عملية تكوين الأبواغ وإنتاج سموم البكتيريا في وقت مبكر، مما يجعل البكتيريا أكثر خطورة على الآفات الحشرية. بالإضافة إلى ذلك، يحدث "تقسيم العمل" داخل هذه المجموعة البكتيرية. تشارك بعض الخلايا في تكوين الأبواغ وإنتاج سموم "كراي توكسين"، في حين تنتج خلايا أخرى بشكل نشط عوامل ضراوة إضافية. ويشير العلماء إلى أن هذا التنوع في مراحل الحياة يسمح لمجموعات الكائنات الحية الدقيقة بالتكيف بشكل أفضل مع الظروف البيئية المتغيرة وزيادة قدرتها على البقاء.
وتقول رئيسة المشروع الدكتورة إيكاترينا غريزانوفا، الباحثة الرائدة والأستاذة المشاركة في قسم وقاية النبات في جامعة نوفوسيبيرسك الزراعية الحكومية: "في الدراسات المستقبلية، نخطط لدراسة دورة حياة مجموعات(Bacillus thuringiensis) في جسم الحشرات بعد الحقن، مما سيساعد على فهم أفضل لكيفية تكيف البكتيريا مع الظروف المختلفة داخل المضيف وكيفية جعل المستحضرات الحيوية أكثر فعالية".