2023 Fiscal Year Annual Research Report
Evolution of the dinosaur respiration system revealed from the movement of the center of gravity involved with breathing
| Project/Area Number |
22K20380
|
|---|
| Research Institution | Tokyo University of Agriculture and Technology |
|---|
Principal Investigator |
上田 裕尋 東京農工大学, 学内共同利用施設等, 特任助教 (20963953)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2022-08-31 – 2024-03-31
|
| Keywords | 呼吸運動 / 重心 / 二足歩行性 / 鳥類 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
有羊膜類の肺は胸郭の容積変化に伴って膨縮する。この容積変化に伴って内臓の位置や形状も変化しており、これに伴って生体の重心位置が変化していることが予測される。鳥類は肋骨－胸肋関節が発達することによってフイゴ状の肋骨運動が可能であり、飛行中であっても重心位置が安定していると考えられてきた。しかし、この呼吸に伴う重心の位置変化を動物間で比較し、鳥類に予想される特異性の検証は試みられてこなかった。
本年度は、飼育個体のニワトリ(ジュリア)、ヒメウズラ、ニホンヤモリ、レオパルドゲッコウを用いて呼吸に伴う重心移動の実測を行った。当初予定していた面圧力分布センサーでは、今回の実験対象の動物の体重が軽すぎて計測ができなかったため、対象の動物でも計測が可能な装置の開発から行った。3点の圧力センサーを正三角形の頂点に配置し、各センサーから得られる荷重から計算される重心位置を継続的に測定した。また、重心位置の計測と共に実験動物の動画を撮影し、胸郭運動の様子から呼吸頻度を算出した。
得られた実験データから呼吸頻度に対応した周波数帯を抽出した結果、今回実験対象としたすべての動物種で、誤差に対して有意に大きい重心の振動を検出することができなかった。前述のとおり鳥類はその特殊な胸郭運動によって、重心が水平方向には移動していないと推測され、本実験結果は予想通りとなっている。一方、予想に反してトカゲ類でも重心位置の変動が非常に小さいことが分かった。これは昨年度のCTスキャンを用いた解析結果を鑑みるに、トカゲ類では、呼吸に伴う胸郭運動には第１～３肋骨程までしか関与しておらず、呼吸運動に伴う重心移動が非常に小さくなっている可能性がある。本研究結果は今後、哺乳類やワニ類の結果と統合し、さらなる検証を進める必要がある。
|
