応用を目的とする硬骨魚類における棘条固定メカニズムの解明と多様性
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21K01009
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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 03070:Museology-related
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| Research Institution | National Museum of Nature and Science, Tokyo |
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Principal Investigator |
篠原 現人 独立行政法人国立科学博物館, 動物研究部, 研究主幹 (10280520)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2023: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
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| Keywords | 関節 / 固定装置 / 棘条 / 担鰭骨 / 硬骨魚類 / 博物館標本 |
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| Outline of Research at the Start |
硬骨魚類の棘条を固定する仕組みを解明するために、系統的に多岐にわたる分類群に見られる相似形質の探索・収集を行い、そのメカニズムを明らかにする。その成果をバイオミメティクス等に応用できるように発信する。本研究は博物館に所蔵される魚類液浸標本を調査することで、魚類の内部形態の観察が有用な機器・部品開発につながる「発見」をもたらし、博物館の標本資料が工学的に役立つという新たな見方を提示するものである。少ない部品の組み合わせ（硬骨魚類では１つの棘を支える骨は2～3個しかない）で強固な固定能力を有する関節をつくることができれば、資源の浪費を抑え、産業と技術革新の基盤を提供することができる。
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| Outline of Annual Research Achievements |
ごく一部の硬骨魚類でしか知られていなかった棘条の固定装置の多様性や固定メカニズムを調べ、多様性を通して魚類の機能形態学や進化を理解するとともに、少ないパーツで強力な固定装置をつくる仕組みを解明する目的で、初年度に引き続き棘条固定装置を有する魚類の探索を実施するとともに、マイクロフォーカスＸ線ＣＴによる非破壊検査や解剖学的な方法により仕組みの解明を行った。
淡水魚、浅海魚および深海魚において広く棘条固定装置が存在すること、さらにその多様性を確認した。淡水魚ではギギ科、ナマズ科およびトゲウオ科で、浅海魚ではヒイラギ科、ギマ科、カワハギ科およびモンガラカワハギ科で、骨学的情報を収集した。さらに深海魚についてはソコマトウダイ科やベニカワムキ科で棘条固定装置を確認し、マイクロフォーカスＸ線ＣＴ画像による多様な分類群の骨格系情報を集め、書籍を出版した。
また前年度基礎調査を実施したイシダイ科とマツカサウオ科について、解剖学的に固定装置の仕組みを調べた。イシダイ科については日本魚類学会が主催する学術集会において固定装置を報告し、背鰭第1棘条の固定には3つのパーツ（骨学的要素）が関係していること、固定が維持される仕組みの他に、周囲の筋肉や靭帯の発達が相互作用して、固定や解除に関わっていることを紹介した。同学術集会において意見交換を行い、棘条固定装置をもつ種の発見につながる有益な情報を得て、現在まで標本観察により、マトウダイ科等のいくつかの種で装置の存在を確認した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
水産重要種の生鮮標本を集める必要があるが、野外調査や漁港での鮮魚入手に協力してもらう研究機関との調整がつかず、半分程度しか実施できなかった。前年度と同様に研究者コミュニティーを利用して生鮮標本を集める努力を行ったが、標本はまだ不十分である。
骨学的データは比較的容易に集めることができたが、解剖に供する標本の不足により筋肉や靭帯を含む形態形質の観察が十分に進まなかった。筋肉をヨウ素で染色することで、マイクロフォーカスＸ線CT撮影可視化できることまでは確認しているが、染色するための標本の入手に手間取っている。
ホルマリン固定標本では棘条の可動域が不自然になり、棘条の固定が装置によるものか、筋肉や靭帯の硬直化によるものか判断できない魚種も発見している。
固定装置の仕組みは科レベルないしは目レベルで多様性が見られることを明らかにし、固定装置をもつ魚類のリスト作成を行った。現在まで7目14科を確認したが、さらに確認中の他の科において固定装置が見つかる可能性がある。
所属機関に設置されているマイクロフォーカスX線CT装置の利用者が当該年度に急増し、利用者に偏りが生じたため、数ケ月間にわたりデータの収集が困難になった。この装置の管理責任者の一人となり、CT利用時間に関する公平なルール作成を行い、3月の時点で十分な利用時間が各人に割り振られる仕組みを整えた。
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| Strategy for Future Research Activity |
当初計画のスピードアップ化を図るため、軟エックス線写真撮影装置とマイクロフォーカスX線CT装置の最大限活用し、効率的な形態データ収集を進めるとともに、「固定装置を有する日本産魚種リスト」、「固定装置の多様性とメカニズムの解明」および「固定メカニズムの類型化」をそれぞれ完成させ、まとめることで研究の総括を行う。９月予定の国内学術集会と11月予定の国際学術集会において研究成果を報告し、論文化に先立ち問題点の整理を行う。
「固定装置を有する日本産魚種リスト」では、特に先行研究があるギギ科、マトウダイ科、ヒイラギ科、フグ目の数科の固定装置の記述について精度の確認を行う。
「固定装置の多様性とメカニズムの解明」では７月まで生鮮標本を集める。固定と解除の両方の仕組みついて調査を行う。入手できない種についてはホルマリン固定標本を用いてマイクロフォーカスX線CTと解剖による観察を限界まで実施する。
「固定メカニズムの類型化」は進化学的および機能形態学的な項目だけでなく、工学系研究者や工学デザインに注目されるものも設定する。
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Report
(2 results)
Research Products
(2 results)
