適応放散を遂げた中南米産ヘラコウモリ類における爆発的な顔面形態多様化の機構解明

• Project/Area Number: 21KK0133
• Research Category: Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (B))
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 45:Biology at organismal to population levels and anthropology, and related fields
• Research Institution: Toho University
• Principal Investigator: 土岐田 昌和 東邦大学, 理学部, 准教授 (80422921)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 足立 礼孝 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 助教 (10631533) ; 浅原 正和 愛知学院大学, 教養部, 准教授 (20709399)
• Project Period (FY): 2021-10-07 – 2026-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥19,110,000 (Direct Cost: ¥14,700,000、Indirect Cost: ¥4,410,000); Fiscal Year 2025: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000); Fiscal Year 2024: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000); Fiscal Year 2023: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2022: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000); Fiscal Year 2021: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
• Keywords: コウモリ / 適応放散 / 顔面形態 / 比較 / 胚発生

Outline of Research at the Start

コウモリ類（翼手目）は1000 を超える現生種から構成される哺乳類の一大グループであり、地球上の様々な環境で暮らしている。なかでも適応放散の好例として知られる中南米産のヘラコウモリ科のコウモリでは、食性が昆虫食、血液食、果実食、花蜜食、カエル食、哺乳類食など多岐にわたっており、それぞれの食性に合わせて顔面形態が著しく多様化している。本研究は、中堅・若手からなる国際研究チームを立ち上げることで、顔面形態が著しく異なるヘラコウモリ科の複数の種を比較解析し、我々ヒトと同じ哺乳類であるコウモリ類における顔面形態多様化の背景にある分子・細胞学的基盤を解明することを目指すものである。

Outline of Annual Research Achievements

2021年度および2022年度を振り返ると、新型コロナウイルス感染症の世界的流行を受け、海外の研究機関あるいはフィールドに赴くかたちでの研究活動が一切できなかった。2023年度に入り、新型コロナウイルス感染症の感染拡大も落ち着いたことから、海外に渡航できる目処もついた。そこで、海外共同研究者がキュレーターを務める海外の自然史博物館を訪問し、収蔵されているヘラコウモリ科の成獣の液浸標本と骨格標本を解剖、計測し、ヘラコウモリ科各種の顔面形態についての情報を収集、整理することを一つ目の計画とした。しかし、結果的に、海外共同研究者と研究代表者ならびに研究分担者のスケジュールを合わせることができず、博物館の訪問を断念せざるを得なかった。
また、海外共同研究者が教員を務めている大学の研究室を訪ね、ヘラコウモリ科の複数の種の各発生段階の胚の頭蓋長ならびに吻部長を計測し、各胚の吻部相対長を算出、各種の顔面形成パターンを定量的に記述することを二つ目の計画としていたが、上記と同様、双方のスケジュールを合わせることができなかったため、研究室を訪問することができなかった。
2023年度は海外で野外調査を実施できる可能性も見えてはいたが、本研究課題において試料収集や実験・解析を主に担当する研究協力者であった研究代表者の研究室で雇用されていた博士研究員が、年度途中に他大学の研究室に異動したことを受け、海外での試料収集は見送らざるを得なかった。当該博士研究員の異動後、それに代わる博士研究員を採用することで研究を前進させることを目指したが、現在までに適任者を見つけ、採用することはできておらず、当初の計画通りに研究を遂行することはできなかった。

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

2023年度は、年度途中での研究協力者（博士研究員）の他研究室への異動が生じたため、海外における試料収集を行うことが不可能な状況になったため、調査に遅れが生じている状況である。

Strategy for Future Research Activity

2023年度は、これまで試料の収集および実験・解析を主に担っていた博士研究員の異動が急遽生じてしまったため、当初計画していた試料の収集を行うことができなかったが、今後は新たな研究人員を確保するとともに、国外での野外調査の実施に向けて、国外共同研究者と調整を進めていく予定である。

Research Products

• [Journal Article] Musculoskeletal morphogenesis supports the convergent evolution of bat laryngeal echolocation (2024)
  • Author(s): Usui Kaoru、Yamamoto Tomoki、Khannoon Eraqi R.、Tokita Masayoshi
  • Journal Title: Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences Volume: 291 Issue: 2015 Pages: 20232196-20232196
  • DOI: 10.1098/rspb.2023.2196
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Turtle skull development unveils a molecular basis for amniote cranial diversity (2023)
  • Author(s): Hiromu Sato, Noritaka Adachi, Satomi Kondo, Chiyo Kitayama, Masayoshi Tokita
  • Journal Title: Science Advances Volume: 9 Issue: 46 Pages: 1-10
  • DOI: 10.1126/sciadv.adi6765
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Facial muscle modification associated with chiropteran noseleaf development: Insights into the developmental basis of a movable rostral appendage in mammals (2022)
  • Author(s): Kaoru Usui, Eraqi R. Khannoon, Masayoshi Tokita
  • Journal Title: Developmental Dynamics Volume: in press Issue: 8 Pages: 1-12
  • DOI: 10.1002/dvdy.472
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Presentation] コウモリ類における喉頭形成パターンの種間比較-超音波を生み出す仕組みの探究 (2022)
  • Author(s): 山本知希、臼井郁、土岐田昌和
  • Organizer: 日本動物学会関東支部第75回大会
• [Presentation] コウモリにおける超音波発射能力獲得の進化史-成獣の解剖と胚発生の比較から- (2022)
  • Author(s): 山本知希、臼井郁、土岐田昌和
  • Organizer: 日本進化学会年大会第24回沼津大会
• [Presentation] コウモリの顔面にできる膜、"鼻葉"の創出機構をさぐる (2022)
  • Author(s): 臼井郁、土岐田昌和
  • Organizer: 日本進化学会年大会第24回沼津大会
• [Presentation] コウモリが放つ超音波の起源-喉頭発生と成獣解剖から迫る (2022)
  • Author(s): 山本知希、臼井郁、土岐田昌和
  • Organizer: 日本動物学会第93回早稲田大会2022
• [Presentation] 奇妙な上皮性付属器“鼻葉”はいかにして獲得されたのか-コウモリの胚発生からさぐる (2022)
  • Author(s): 臼井郁、土岐田昌和
  • Organizer: 日本動物学会第93回早稲田大会2022
• [Presentation] コウモリをモデルにした哺乳類の顔面形態多様化機構への洞察 (2022)
  • Author(s): 臼井郁、土岐田昌和
  • Organizer: 日本解剖学会
  • Invited