骨化順序ヘテロクロニーの揺らぎと制約

• Project Area: Evolutionary theory for constrained and directional diversities
• Project/Area Number: 18H04816
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Institution: Tokyo Medical and Dental University (2019); Musashino Art University (2018)
• Principal Investigator: 小薮 大輔 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科(歯系), 非常勤講師 (60712510)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2020-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2019)
• Budget Amount: ¥10,920,000 (Direct Cost: ¥8,400,000、Indirect Cost: ¥2,520,000); Fiscal Year 2019: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000); Fiscal Year 2018: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000)
• Keywords: 進化拘束 / 比較解剖学 / ヘテロクロニー / 形態学

Outline of Annual Research Achievements

哺乳類胎子79種総当りで骨化順序の類似度を定量化すべくスピアマン相関値を算出した．体骨格の骨化順序は哺乳類全体で見ると中程度以上の保守性があることが認められた．特に有袋類，げっ歯類，食虫類で二種間類似度が高く，骨化順序の多様度が低いことが示された．また24個の骨の進化的な連動性を分析するため，系統的独立比較を用い，系統間距離の影響を除去した上での24個の骨の相関関係を相関値によって算出した．24個の骨のなかで指骨，趾骨，胸椎，仙椎の種間変動率が特に高いことが示された．他方，手根骨と鎖骨は種間変動率がゼロであり，哺乳類ではこの2つの骨に限って骨化タイミングの変動が全くないことが示された．げっ歯類における各骨の種内変動率と哺乳類全体における種間変動率の相関値を算出したところ，有意な正の相関が認められた．この結果は，種内において骨化順序の変動が起きやすい骨は種間レベルでも骨化順序の変動が起きやすい骨であることを示し，揺らぎ－応答仮説を支持するものである．ただし，強度の相関ではなく中程度の相関であることは，哺乳類における骨化順序の種間変動は全体としては種内変異のパターンを反映するが，他方でロコモーション類型や生活史の特殊化によってそういった拘束を緩和した結果であるためと考えられた．これを検証するため，次にロコモーション類型や生活史のパターン，体サイズと骨化順序の関係性を分析した．ロコモーション類型と骨化順序とには明確な関係性を見出すことはできなかったが，早成型の種と晩成型である種で，四肢骨の形成タイミングが大きく異なることが明らかになった．19種の早成型と45種の晩成型を比較したところ，上腕骨，大腿骨，尺骨，橈骨，脛骨，腓骨の骨化が早成型で有意に早いことが認められ，種における体骨格の骨化順序決定には，新生子が早成型か晩成型かという生活史が大きな要因になっていることが明らかになった．

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Int'l Joint Research] ニューサウスウェールズ大学(オーストラリア)
• [Int'l Joint Research] チュービンゲン大学(ドイツ)
• [Int'l Joint Research] ベトナム科学アカデミー生態資 源研究所(ベトナム)
• [Int'l Joint Research] カリフォルニア大学ロサンゼル ス校(米国)
• [Journal Article] 3D model related to the publication: three-dimensional and histological observations on male genital organs of greater horseshoe bat, Rhinolophus ferrumequinum. (2020)
  • Author(s): Joon Hyuk Sohn, Junpei Kimura, Daisuke Koyabu
  • Journal Title: Morphomuseum Volume: in press Issue: 5 Pages: e113-e113
  • DOI: 10.18563/journal.m3.113
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Non-invasive age estimation by cranial suture closure in Japanese sika deer (Cervus nippon). (2019)
  • Author(s): Oh, J.W., Minami, M.,Ikeda, S.,Takatsuki, S., Oonishi, N, Higuchi, N., Okada, A., Kimura, J., Koyabu, D
  • Journal Title: Mammal Study Volume: 印刷中 Issue: 3 Pages: 147-147
  • DOI: 10.3106/ms2018-0065
  • NAID: 40021947477
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Patterns and Constraints of Craniofacial Variation in Colobine Monkeys: Disentangling the Effects of Phylogeny, Allometry and Diet (2019)
  • Author(s): Ledevin Ronan、Koyabu Daisuke
  • Journal Title: Evolutionary Biology Volume: 46 Issue: 1 Pages: 14-34
  • DOI: 10.1007/s11692-019-09469-7
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Postcranial heterochrony, modularity, integration and disparity in the prenatal ossification in bats (Chiroptera) (2019)
  • Author(s): Lopez-Aguirre Camilo、Hand Suzanne J.、Koyabu Daisuke、Son Nguyen Truong、Wilson Laura A. B.
  • Journal Title: BMC Evolutionary Biology Volume: 19 Issue: 1 Pages: 75-75
  • DOI: 10.1186/s12862-019-1396-1
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Prenatal allometric trajectories and the developmental basis of postcranial phenotypic diversity in bats (Chiroptera) (2019)
  • Author(s): Lopez-Aguirre Camilo、Hand Suzanne J.、Koyabu Daisuke、Son Nguyen Truong、Wilson Laura A. B.
  • Journal Title: Journal of Experimental Zoology Part B: Molecular and Developmental Evolution Volume: 332 Issue: 1-2 Pages: 36-49
  • DOI: 10.1002/jez.b.22846
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Biogeographic variation in skull morphology across the Kra Isthmus in dusky leaf monkeys. (2018)
  • Author(s): Ito, T., Koyabu, D.
  • Journal Title: Journal of Zoological Systematics and Evolutionary Research Volume: in press Issue: 4 Pages: 599-610
  • DOI: 10.1111/jzs.12229
  • NAID: 120006715529
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Prenatal cranial bone development of Thomas’s horseshoe bat (Rhinolophus thomasi): with special reference to petrosal morphology. (2018)
  • Author(s): Nojiri, T., Werneburg, I., Son, N.T., Tu, V.T., Sasaki, T., Maekawa, Y., Koyabu, D.
  • Journal Title: Journal of Morphology Volume: in press Issue: 6 Pages: 809-827
  • DOI: 10.1002/jmor.20813
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Presentation] Evolution of the temporal region in the early amniote skull (2019)
  • Author(s): Pascal Abel, Daisuke Koyabu, Ingmar Werneburg.
  • Organizer: ドイツ古生物学会年次大会
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Prenatal Development of Echolocation-Related Traits in Bats and the Origin of Laryngeal Echolocation: Single Origin or Convergence? (2019)
  • Author(s): Koyabu D, Nojiri T.
  • Organizer: 国際脊椎動物形態学会
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] The Morphogenetic Basis of Mammalian Flight: Allometric Trajectories and Ossification Heterochronies in Prenatal Skeletogenesis of Bats (2019)
  • Author(s): Lopez-Aguirre C, Wilson LAB, Koyabu D, Hand SJ.
  • Organizer: 国際脊椎動物形態学会
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Does Prenatal Development Support a Single Origin of Laryngeal Echolocation in Bats? (2019)
  • Author(s): Nojiri T, Koyabu D.
  • Organizer: 国際脊椎動物形態学会
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] On the Development of the Nasal Capsule and Turbinate Homology in Laurasiatherians, with Special Reference to Bats (2019)
  • Author(s): Ito K, Nojiri T, Koyabu D.
  • Organizer: 国際脊椎動物形態学会
  • Int'l Joint Research / Invited