| Project/Area Number |
22K03802
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 17050:Biogeosciences-related
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| Research Institution | Kanagawa Prefectural Museum of Natural History |
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Principal Investigator |
松本 涼子 神奈川県立生命の星・地球博物館, 学芸部, 主任学芸員 (00710138)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
藤原 慎一 名古屋大学, 博物館, 講師 (30571236)
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| Project Period (FY) |
2023-02-10 – 2028-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2026: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000)
Fiscal Year 2025: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000)
Fiscal Year 2024: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
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| Keywords | 縫合様式 / 両生類 / 爬虫類 / 捕食様式 / 頭骨 / 応力解析 / 頭骨進化 / 縫合線 / 形態進化 / 四肢動物 |
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| Outline of Research at the Start |
頭骨は、複数の骨が様々な形式で組み合わさって構成される立体パズルである。頭骨の組み合わさり方（縫合様式）は、部位によって異なる。これらの縫合は、捕食等の際に頭骨を構成する骨と骨の間に生じる、ひずみを制御していると考えられる。この縫合面の形状とその分布は多様だが、中には分類群を超えた共通性も見られることから、頭骨にかかる力への構造的適応を反映していると予想される。そこで、本研究は四肢動物の頭骨の縫合パターンと、それらの機能的な特性を明らかにし、頭骨の構造進化の変遷を系統的に議論することを目的とする。本研究は、陸上へと進出を果たした四肢動物の頭骨進化と捕食様式の変遷を辿る糸口になると期待される。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は四肢動物の頭骨の縫合パターンと、それらの機能的な特性を明らかにし、頭骨の構造進化の変遷を系統的に議論することを目的とする。この成果は、陸上へと進出を果たした四肢動物の頭骨進化と、捕食様式の変遷を辿る糸口になると期待される。
本研究では、生態情報があり、力学的な解析結果を検証することができる現生四肢動物を研究対象にしている。系統に沿って考察するため、四肢動物から両生類（サンショウウオ・カエル）および爬虫類（ワニ・トカゲ・カメ）について、応力が集中する正中線の縫合面を中心に、遊離した頭骨またはμCTスキャンから分離した頭骨データを用いて、正中を構成する頭骨部位の縫合様式とその表面形状を比較した。
爬虫類では、正中線の縫合様式は左右の頭骨要素が平面で合わさる（butt joint）のが一般的である。一方、現生種の両生類のうち、大型化するオオサンショウウオについては、爬虫類と同様に厚みのある頭骨要素が平面で合わさる縫合様式を取るのに対し、タイガーサラマンダーなどの小型種では、左右の薄い頭骨がかみ合うように関節する（slit in）縫合様式が認められる。加えて、爬虫類および大型の両生類では、正中を構成する頭骨要素の関節面には、前後に伸長した条線に加えて、特定箇所に放射状の条線が発達する。この条線の深さは成長段階によって多少変化するが、条線のパターンと位置は成長段階で変化していないことが確認された。また、この放射状の条線は、眼窩や鼻孔等の大きな穴の前端と後端に位置する傾向が認められる。ただし、脳頭蓋の骨格要素が癒合するワニ類では、鼻孔の後端のみが放射状のリッジが発達しない。これらの比較結果は、縫合面に発達した条線の形状と向きが応力の分布に密接に関係している事を示唆する。今後、頭骨全体の応力解析を行い、条線の向きと分布パターンとの対応関係について調査する予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
現生両生類と爬虫類のC Tデータ（オオサンショウウオ、インドガビアルなど）を収集、画像解析を行い、頭骨の正中面を構成する骨格要素の関節面の形状を観察し比較結果をまとめた。μC Tの予約が取りづらく、思うようにデータを収集できなかったことが全体的な研究の遅れにつながっている。研究成果の一部は、2025年6月下旬に北海道大学で開催される日本古生物学会において発表する予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
１）頭骨全体の応力解析： 立体構築ソフト（Avizo）を用いて、頭骨全体を立体構築する（代表者）。このとき、正中の縫合面の立体分布についてもCT断面画像から構築する。これを基に、応力解析ソフト（Voxelcon）を用いて、咬合時に頭骨内に分布する、ひずみ・応力方向を見積もる。
２）正中の縫合面の定量化： 正中の縫合面上に認められる条線の深さ、密度に加えてベクトルによって上線の向きを数値化し、頭骨の前方から後方まで、縫合面の形状の変化を把握する。また、左右の縫合の噛み合い度合いを定量的に調べる。
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