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次世代イメージング装置を用いた生命化石探査法の革新―偶然の発見を必然にする―

研究課題

研究課題/領域番号 19H02010
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分17050:地球生命科学関連
研究機関北海道大学

研究代表者

伊庭 靖弘  北海道大学, 理学研究院, 准教授 (80610451)

研究分担者 足立 奈津子  大阪市立大学, 大学院理学研究科, 准教授 (40608759)
江崎 洋一  大阪市立大学, 大学院理学研究科, 教授 (60221115)
西田 治文  中央大学, 理工学部, 教授 (70156082)
竹田 裕介  北海道大学, 理学研究院, 特別研究員(PD) (50838852)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2021年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2020年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2019年度: 8,710千円 (直接経費: 6,700千円、間接経費: 2,010千円)
キーワード進化古生物学 / イメージング / 画像解析 / レンダリング / 高性能計算機 / 進化 / トモグラフィー / 生物多様性 / 生命探査 / 3Dレンダリング / 古生物学
研究開始時の研究の概要

40億年の生命進化の直接的証拠は,化石として地層中に閉じ込められている.しかしながら,サイエンス誕生以来,人類は過去の生物多様性の数%しか捉えられていない.この要因は, 150年もの間,岩石から化石を抽出する方法に技術革新がなかったことにある.本研究は,世界初となる超高精度フルカラー3Dイメージング装置を用いて,「岩石中の全ての化石をありのまま無差別に抽出する」探査法を確立し,従来研究の障壁を突破する.地球生命史解読に重要な研究課題を実践しながらこの効果を検証する.さらに,全データをディープアーカイブかつリサイクル可能とし,研究を加速する仕組みを提供することで,古生物学の研究構造に革新を与える

研究成果の概要

40億年の生命進化・生物多様性の直接的証拠は,化石として地層の中に閉じ込められている.しかしながら,古生物学の誕生以来,人類は過去の生物多様性のわずかしか捉えることができていない.この要因は,150年もの間,岩石から化石を抽出する方法に技術革新がなかったことにある.本研究は,高解像フルカラー3Dイメージング法を開発することで,「岩石中の化石をありのまま無差別に抽出する」ことを目指した.地球生命史解読に重要な研究課題を実践しながらこれの有用性を示した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

周辺分野の手法や視点をブラウジングして,個別研究を推進するのではなく,古生物学の研究上・構造上の障壁に対峙する姿勢が,本研究の強みである.本研究によって,従来手法を圧倒する化石可視化精度・抽出速度・産出量・多様性増大が実現された.これには,これまで抽出できなかった硬組織を持たない生物およびその構造や未知の生命も含まれる.デジタル画像を用いたデータリサイクル構築に伴う新たな分類研究の仕組みが創られたのも,本研究の独創性である.古生物学研究の根幹に関わる方法論を飛躍させるものと期待できる.

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 4件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] Ruhr University Bochum(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] Ruhr-University Bochum(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] Geological Survey of Denmark(デンマーク)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Reconstructing the ecology of a Cretaceous cockroach: destructive and high-resolution imaging of its micro sense organs2021

    • 著者名/発表者名
      Ryo Taniguchi, Hiroshi Nishino, Hidehiro Watanabe, Shuhei Yamamoto, and Yasuhiro Iba
    • 雑誌名

      The Science of Nature

      巻: 108 号: 5 ページ: 45-49

    • DOI

      10.1007/s00114-021-01755-9

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Sparse Volume Rendering using Hardware Ray Tracing and Block Walking2021

    • 著者名/発表者名
      Mehmet Oguz Derin, Takahiro Harada, Yusuke Takeda, Yasuhiro Iba
    • 雑誌名

      Technical Communication, SIGGRAPH ASIA

      巻: 19 ページ: 1-4

    • DOI

      10.1145/3478512.3488608

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Palaeobiogeography and palaeoecology of Early Cretaceous belemnites from the northern high latitudes2019

    • 著者名/発表者名
      Joerg Mutterlose, Peter Alsen, Yasuhiro Iba, Simon Schneider
    • 雑誌名

      Proceedings of the Geologists' Association

      巻: in press 号: 3-4 ページ: 278-286

    • DOI

      10.1016/j.pgeola.2019.06.001

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Compression and Interactive Visualization of Terabyte Scale Volumetric RGBA Data with Voxel-scale Details2022

    • 著者名/発表者名
      Mehmet Oguz Derin, Takahiro Harada, Yusuke Takeda, Yasuhiro Iba
    • 学会等名
      SIGGRAPH 2022
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A possible new gymnosperm order based on a megasporophyll bearing numerous ventral ovules from the Albian of Hokkaido, Japan2022

    • 著者名/発表者名
      Harufumi Nishida, Aya Kubota, Yusuke Takeda, Yasuhiro Iba
    • 学会等名
      11th European Palaeobotany and Palynology Conference
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A new hippuritid rudist bivalve from the Caramoan Peninsula, the Philippines, sheds new light on the evolutionary history of the Hippuritidae2022

    • 著者名/発表者名
      A. Ito, S. Sano, Y. Iba, P. W. Skelton, Y. M. Aguilar, R. De Ocampo, T. Kase
    • 学会等名
      World Congress of Malacology 2022, Munich Germany
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Hippuritid rudist bivalves possibly originated in the Pacific: an enigmatic new taxon from the Philippines with primitive and “derived” morphological characters2022

    • 著者名/発表者名
      A. Ito, S. Sano, Y. Iba, P. W. Skelton, Y. M. Aguilar, R. De Ocampo, T. Kase
    • 学会等名
      Cretaceous Symposium, Warsaw, Poland
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] カンブリア紀サンゴCambroctoconusの原地性生活様式の三次元復元 隠棲生息場に即応した無性増殖と群体成長2022

    • 著者名/発表者名
      江﨑洋一, 岸田明生, 竹田裕介,足立奈津子, Liu Jianbo, 伊庭靖弘
    • 学会等名
      日本古生物学会 2022年年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] JSS3大規模チャレンジによる大規模画像データの3次元可視化2021

    • 著者名/発表者名
      竹田 裕介,田井中一貴,星野健,深井稜汰,臼井寛裕,笹木慎太郎,池上森,伊庭靖弘
    • 学会等名
      第53回流体力学講演会/第39回航空数値シミュレーション技術シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 微小感覚器官が明らかにする白亜紀ゴキブリの知覚システムと生態2021

    • 著者名/発表者名
      谷口諒,伊庭靖弘,西野浩史,渡邉英博,立石康介
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 赤道太平洋域からの新たなヒップリテス科厚歯二枚貝とその起源2021

    • 著者名/発表者名
      伊藤綾花, 佐野晋一, 伊庭靖弘, P. W. Skelton, Y. M. Aguilar, R. De Ocampo, 加瀬友喜
    • 学会等名
      日本古生物学会2021年年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 赤道太平洋域産ヒップリテス科厚歯二枚貝のオクラのような「折りたたみ構造」の形成過程2021

    • 著者名/発表者名
      伊藤綾花, 佐野晋一, 伊庭靖弘
    • 学会等名
      日本古生物学会第171回例会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 次世代トモグラフィ技術による形態情報の多次元デジタル化2020

    • 著者名/発表者名
      竹田裕介,笹木慎太郎,池上森,久保田彩,西田治文,伊庭靖弘
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会第63回シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] JSS3大規模チャレンジによる大規模画像データの3次元可視化2020

    • 著者名/発表者名
      竹田 裕介,田井中一貴,星野健,深井稜汰,臼井寛裕,笹木慎太郎,池上森,伊庭靖弘
    • 学会等名
      第53回流体力学講演会/第39回航空数値シミュレーション技術シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 微小感覚器官の高分解能可視化による化石ゴキブリの生態復元2020

    • 著者名/発表者名
      谷口諒,西野浩史,伊庭靖弘
    • 学会等名
      日本古生物学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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