球体化防御姿勢の成立におけるボディ―プランの制約と生体生理特性の調整機構の解明

2017 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 16K05588
• Research Institution: Shizuoka University
• Principal Investigator: 鈴木 雄太郎 静岡大学, 理学部, 准教授 (50345807)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: 球体化防御姿勢 / 咬合関係 / 成長様式 / 接触感知 / 精度

Outline of Annual Research Achievements

ダンゴムシで広く知られる球体化防御姿勢は，異なるボディープランの節足動物において，５億年にわたって繰り返し，そして独自に採用されてきた効果的な防御手段である．球体化をおこなうには，外骨格の位置関係や骨格上の凹凸を球体になるように過不足なく咬み合わせることが必要である．しかし，遺伝子のみによる形態形成では，完成形を見越した各部の微調整をおこなうことはできない．では，なぜ球体化を頻繁に成立できているのか，このような進化形態学的に興味深い問題について理解を深めることを目的として形態学的な精査にもとづく理解を深めることを目的とした．現生節足動物では，系統的に大きく異なるボディープランをもつ対象種について骨格部位の咬合の様式を精査したところ，ストッパー機構を担う凹部に接触を感知する感覚毛が必ず備わっていた．特に問題となる隣接せず離れた骨格位置に備わる凹凸咬合部位は，その位置関係から脱皮による骨格硬化の時差が反映されていることが示唆された．化石節足動物の三葉虫においても多様な凹凸咬合部位が確認されており，現生検討対象と同様に凹凸咬合部位での感覚毛の存在，脱皮による骨格硬化の時差を利用した凹部形成が確認できた．
これらの結果は，著しく異なるボディープランにおいても，接触感知と脱皮による骨格硬化の時差といった共通する生体生理機構の介在によって球体化防御姿勢に必要な凹凸咬合部位の形成とその微調整が行われていることを示している．

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

当初は節足動物門の全四亜門を取り揃える予定であったが，対象予定の二亜門については試料の入手が当初の想定より困難で，検討は補足的に行うことに変更した．しかし，近年の高次系統関係の知見をふまえると，節足動物クレードを取り揃えることには成功した．
近年は動物門レベルより高次の系統関係について，異なる検討手段での系統解析結果が蓄積されており，本研究結果にそれらを組み込むことで節足動物における進化多様性の観点での意義づけを行うことが可能となった．

Strategy for Future Research Activity

化石節足動物の三葉虫類，および現生節足動物甲殻類，多足類の検討結果はほぼ出揃ったので，補足的な取り扱いとした検討対象についてのデータ取得を行い、今後は出版に向けてまとめる段階に入る．