The Impact of Temperature on Developmental Morphology and LR Asymmetry in Astyanax mexicanus

Abstract

Organer som hjertet, leveren og bukspyttkjertelen viser asymmetri på tvers av venstre-høyre akse hos de fleste virveldyr. Riktig etablering av venstre-høyre asymmetri er avgjørende for riktig organisering og funksjon av organer. I denne studien ble effekten av økte temperaturer i de tidlige stadiene av embryonal utvikling på morfologi og venstre-høyre asymmetri undersøkt hos tre varianter av arten Astyanax mexicanus: Chica-hulefisk, Pachón-hulefisk og overflatefisk. Larvenes morfologi og venstre-høyre-asymmetri ble analysert ved farging og ved hjelp av et dissekerende- og fluorescensmikroskop fem dager etter befruktning. Resultatene viste at Chica-hulefisk hadde størst temperaturtoleranse, etterfulgt av henholdsvis Pachón-hulefisk og overflatefisk. Denne studien antyder også at inkubasjon ved høyere temperaturer, spesielt under gastrulasjon, resulterer i økt dødelighet, misdannelser og venstre-høyre reversering av organer. Dette indikerer at kritiske prosesser, som blant annet bidrar til å etablere korrekt venstre-høyre asymmetri, oppstår under gastrulasjon. Disse funnene gir viktig innsikt i mekanismene som er involvert i etablering av venstre-høyre asymmetri. Dette kan til syvende og sist hjelpe oss med å bedre forstå og behandle sykdommer som oppstår som følge av venstre-høyre defekter.

Organs such as the heart, liver and pancreas exhibit asymmetry across the left-right axis in most vertebrates. The correct establishment of left-right asymmetry is essential for the correct arrangement and function of organs. In this study, the effect of increased temperatures during the early stages of embryonic development on morphology and left-right asymmetry was examined in three variants of the species Astyanax mexicanus: the Chica cavefish, Pachón cavefish and surface fish. The morphology and left-right asymmetry of larvae were analyzed through staining and using a dissecting and fluorescence microscope at five days post fertilization. Results showed that Chica cavefish have the greatest temperature tolerance followed by Pachón cavefish and surface fish, respectively. This study also suggests that incubation at higher temperatures, particularly during gastrulation, result in higher rates of deaths, malformations and left-right reversals of organs. This indicates that critical processes, among which help establish correct left-right asymmetry, occur during gastrulation. These findings provide important insights into the mechanisms involved in establishing left-right asymmetry and may ultimately help us to better understand and treat diseases arising from LR defects.