歯の微細摂食痕の三次元解析から探る、哺乳類特有の咀嚼運動の起源と進化

• Project/Area Number: 19J40003
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Review Section: Basic Section 17050:Biogeosciences-related
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 久保 泰 東京大学, 総合研究博物館, 特別研究員(RPD)
• Project Period (FY): 2019-04-25 – 2022-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2021)
• Budget Amount: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000); Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2019: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
• Keywords: マイクロウェア / 食性 / 中生代 / 恐竜 / 給餌実験 / 食性復元 / 三畳紀

Outline of Research at the Start

哺乳類には歯が一度しか生え変わらず、上下の歯が噛み合う等、四足動物の中でも特殊な咀嚼様式を進化させた。しかし、初期の哺乳類の咀嚼様式の進化についての詳細は不明な部分も多く、歯化石の咬耗面の顕微鏡レベルの微細な摂食痕（マイクロウェア）の三次元解析を用いた研究は進んでいない。
そこで本研究では哺乳類の直近の祖先であるキノドン類を含めた中生代四足動物のマイクロウェアの三次元解析を進める。これらの研究を通じて哺乳類の咀嚼様式の進化過程を明らかにしたい。同時に中生代の四足動物相の食性の多様性を明らかにし哺乳類との比較をすることで、哺乳類の咀嚼様式の利点も明らかにしたい。

Outline of Annual Research Achievements

本研究ではマイクロウェア（歯に残る摂食時の微細な痕）の三次元的解析により哺乳類等の食性進化を解明する事を目指した。コロナ禍の影響もあり海外で調査ができず、標本が取得可能な対象を用いて研究成果を出す事に注力した。結果として恐竜などの爬虫類のマイクロウェアに関する成果が多く出る事となった。
現生生物の給餌実験によるマイクロウェアと餌の関係を解明する研究としては、Daniela E. Winkler博士によりドイツで給餌実験が行われたラットのマイクロウェアについて、餌の物理特性の関係を調べる研究を進めた。食感試験機JSV-1000とHF-100を購入し、ラットに与えた餌であるコオロギ、ヒヨコ、パパイヤ、ヒヨコ豆等のヤング率を計測した。
マイクロウェアから絶滅生物の古食性を推定する研究としては、岩手県久慈市から産出する白亜紀後期の竜脚類恐竜を現生トカゲのマイクロウェアと比較する研究を進めた。比較対象がトカゲではあったが、竜脚類が貝殻のような硬いものは食べず、一方で肉や卵よりは硬いものを食べていた事、彼らが草食であったという従来の推定と整合性の高い草食トカゲとの類似性が明らかとなった。当たり前の結果のようではあるが、竜脚類の食べていたものの硬さについて定量的に検証した研究は世界で初めてであり、また恐竜のマイクロウェアの三次元解析も世界初の試みである。草食恐竜である鳥脚類の三次元マイクロウェアの植物相の変化に応じた時代変化についても私が中心となって研究を進めている。これらの成果は、おそらく今年度中に論文化できると考えている。

Research Progress Status

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Non-occlusal dental microwear texture analysis of a titanosauriform sauropod dinosaur from the Upper Cretaceous (Turonian) Tamagawa Formation, northeastern Japan (2022)
  • Author(s): Sakaki Homare、Winkler Daniela E.、Kubo Tai、Hirayama Ren、Uno Hikaru、Miyata Shinya、Endo Hideki、Sasaki Kazuhisa、Takisawa Toshio、Kubo Mugino O.
  • Journal Title: Cretaceous Research Volume: 136 Pages: 105218-105218
  • DOI: 10.1016/j.cretres.2022.105218
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Intervertebral joint polarity reversions in extant and extinct crocodylians (2021)
  • Author(s): Iijima Masaya、Kubo Tai
  • Journal Title: Acta Zoologica Volume: 102 Issue: 4 Pages: 386-393
  • DOI: 10.1111/azo.12346
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Biogeographical network analysis of Cretaceous Australian dinosaurs (2020)
  • Author(s): Kubo Tai
  • Journal Title: Gondwana Research Volume: 82 Pages: 39-47
  • DOI: 10.1016/j.gr.2019.12.012
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Allometric growth of limb and body proportions in crocodylians (2019)
  • Author(s): Iijima M.、Kubo T.
  • Journal Title: Journal of Zoology Volume: 309 Issue: 3 Pages: 200-211
  • DOI: 10.1111/jzo.12714
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Presentation] Dental microwear texture analyses of placodontids (Diapsida: Sauropterygia). (2019)
  • Author(s): Tai Kubo, Mugino O. Kubo, and Taketeru Tomita
  • Organizer: The 12 th International Congress of Vertebrate Morphology
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Relationship between stomach contents and dental microwear texture of extant wild ruminants in japan. (2019)
  • Author(s): Kubo, M.O., Aiba, K., Yamada, E. and Kubo, T
  • Organizer: The 12 th International Congress of Vertebrate Morphology
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Dental Microwear Texture Analyses of Extant Ruminants and Triassic Tetrapods (2019)
  • Author(s): Tai Kubo and Mugino O. Kubo
  • Organizer: 1st Asian Palaeontological Congress
  • Int'l Joint Research