果蝇胚胎发生在不同发育多样物种中随温度均匀缩放

温度影响动物发育的时机和结果，但温度对早期发育进程的具体影响尚缺乏详细表征。为确定温度对黑腹果蝇（Drosophila melanogaster）胚胎发生过程中事件顺序和时机的影响，我们利用延时成像技术，在 17.5°C 至 32.5°C 之间七个精确维持的温度下，追踪了从产卵后不久到孵化的胚胎发育进程。我们采用自动与手动标注相结合的方法，确定了每个胚胎中 36 个里程碑事件的发生时间。黑腹果蝇的胚胎发生在 17.5°C 时耗时约 33 小时，并随温度升高而加速，在 27.5°C 时缩短至 16 小时，高于此温度则胚胎发生略有减缓。值得注意的是，虽然胚胎发生的总时间变化超过两倍，但从细胞化到孵化的事件相对时机在所有温度下保持恒定。为进一步探索温度与胚胎发生之间的关系，我们将分析扩展至另外十个具有不同气候起源的果蝇物种。其中六个物种与黑腹果蝇一样源于热带，它们在不同温度下的胚胎发生时间相似。亚热带物种 D. mojavensis 在较低温度下的发育速度慢于热带物种，而温带物种 D. virilis 在所有温度下均表现出较慢的发育速度。高山姐妹物种 D. persimilis 和 D. pseudoobscura 在较冷温度下的发育速度与热带果蝇一样快，但在高于 22.5°C 时加速能力减弱，并在 30°C 时发育显著减缓。尽管从 30°C 下 D. erecta 的 13 小时到 17.5°C 下 D. virilis 的 46 小时不等，但从细胞化到孵化的事件相对时机在所有物种和温度下均保持恒定，这表明存在一个控制胚胎发生的计时机制。