「雪玉地球」後の急激な生物進化に関する実証的研究

• 研究課題/領域番号: 19H02014
• 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: 名古屋大学
• 研究代表者: 大路 樹生 名古屋大学, 博物館, 特任教授 (50160487)
• 研究分担者: 井龍 康文 東北大学, 理学研究科, 教授 (00250671) ; 高柳 栄子 東北大学, 理学研究科, 准教授 (40729208)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2024-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2023年度)
• 配分額: 17,030千円 (直接経費: 13,100千円、間接経費: 3,930千円); 2023年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円); 2022年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円); 2021年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円); 2020年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円); 2019年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
• キーワード: カンブリア爆発 / モンゴル / モロッコ / 氷礫岩 / 藻類 / 酸素同位体比 / 古環境 / 進化 / 海洋動物の多様性 / 多細胞動物の多様化 / 成長解析 / カンブリア紀 / エディアカラ紀 / オルドビス紀 / Isoxys / 日立変成岩類 / ウミユリ / 化石化過程 / 適応放散 / 多様性変動 / カンブリア系 / エディアカラ系 / 藻類化石 / Chinggiskhaania / 多様度 / 回復現象 / 大量絶滅後の回復現象 / 海洋底生動物 / サイズ変化 / 多様性変遷 / 堆積環境 / 多様性 / 多細胞動物 / 全球凍結

研究開始時の研究の概要

原生代末期から古生代最初期のカンブリア紀にかけ、大規模な氷期イベントの終了後、多細胞動物の出現と急速な進化が行われた。しかし地質・古生物記録の乏しさから、その実態に関してはほとんどが未解明である。当研究では、モンゴル西部地域の連続するエディアカラ系～下部カンブリア系連続層序などをターゲットに、氷期からカンブリア紀前期に至る生物進化事変を実証的に明らかにすることを目標とする。特に動物体の行動の化石である生痕化石、小型有殻化石、堆積岩の化学分析に基づく環境復元に焦点を当て、多細胞動物（特に左右相称動物）の初期進化の実態の解明と、より確実なデータに基づく当時の生態系の復元を目指す。

研究実績の概要

原生代最後期からカンブリア紀にかけての多細胞動物の爆発的多様化とその原因、そしてそれに付随する化石の保存や多様化に関する問題を探るため、モンゴル、モロッコや国内のフィールド調査を行った。さらに国内のカンブリア系の化石標本調査を行い、その多様化に関する新知見を得ることができた。当初当研究は海外調査を中心に考えていたが、新型コロナの拡大に伴いその方針を一部変更し、多様な方向からカンブリア紀の多様化に迫る研究を行った。
１．モンゴルのエディアカラ系・カンブリア系と産出化石の研究を行い、ザブハン地域、ゴビ・アルタイ地域の上部エディアカラ系と下部カンブリア系から産出した藻類Chinggiskhaania bifurcataがモンゴル西部に広域に分布しかつ時代をまたいだ産出をすることを確認した。中国のエディアカラ系藻類化石と比べて多様度が極端に低い特色がみられる点を明らかにした。
２．茨城県日立市のカンブリア系に付随する石灰岩の層序と古生物の研究を行った。石灰岩中からウミユリCyclocion属を確認し、含まれる砕屑性ジルコンの年代と合わせてこの石灰岩が石炭系であることが明らかになった。
３．例外的な保存を示す愛知県南知多町に分布する師崎層群からの古生物の化石化過程に関する研究から急速な堆積と埋没、還元的環境下で鉄分が黄鉄鉱結晶として沈澱、その後酸化環境で変化することが明らかになった。この研究はカンブリア系によく見られる例外的な保存のメカニズムを解明することに応用できる可能性がある。
４．北海道三笠市に分布する白亜紀中期の地層中に含まれる二枚貝２種を用い、その成長線と酸素同位体比から水温の推定と二枚貝の成長を追跡することに成功した。この研究は海洋環境が生物の成長や進化にどう関係するかに関する基本的なデータを与えてくれる。

現在までの達成度 (段落)

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [国際共同研究] Mongolian Univ. of Sci. and Tech.(モンゴル)
• [国際共同研究] 台湾国立大学(その他の国・地域)
• [国際共同研究] University of Hamburg(ドイツ)
• [国際共同研究] Mongolian Univ. of Sci. and Tech.(モンゴル)
• [雑誌論文] Shallow-water temperature seasonality in the middle Cretaceous mid-latitude northwestern Pacific (2024)
  • 著者名/発表者名: Ichimura Shunta、Takayanagi Hideko、Iryu Yasufumi、Takahashi Satoshi、Oji Tatsuo
  • 雑誌名: Frontiers in Marine Science 巻: 11 ページ: 1324436-1324436
  • DOI: 10.3389/fmars.2024.1324436
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Porcelaneous larger foraminiferal responses to Oligocene-Miocene global changes (2024)
  • 著者名/発表者名: Bassi Davide、Braga Juan Carlos、Pignatti Johannes、Fujita Kazuhiko、Nebelsick James H.、Renema Willem、Iryu Yasufumi
  • 雑誌名: Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology 巻: 634 ページ: 111916-111916
  • DOI: 10.1016/j.palaeo.2023.111916
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Phylogeny, ancestral ranges and reclassification of sand dollars (2023)
  • 著者名/発表者名: Lee Hsin、Lee Kwen-Shen、Hsu Chia-Hsin、Lee Chen-Wei、Li Ching-En、Wang Jia-Kang、Tseng Chien-Chia、Chen Wei-Jen、Horng Ching-Chang、Ford Colby T.、Kroh Andreas、Bronstein Omri、Tanaka Hayate、Oji Tatsuo、Lin Jih-Pai、Janies Daniel
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 13 号: 1
  • DOI: 10.1038/s41598-023-36848-0
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Changing surface ocean circulation caused the local demise of echinoid Scaphechinus mirabilis in Taiwan during the Pleistocene-Holocene transition. (2022)
  • 著者名/発表者名: Ho, S.L., Wang, J.-K., Lin, Y.-J., Lin, C.-R., Lee, C.-W., Hsu, C.-H., Chang, L.-Y., Wu, T.-H., Tseng, C.-C., Wu, H.-J., John, C.M., Oji, T., Liu, T.-K., Chen, W.-S., Li, P., Fang, J.-N., Lin, J.-P.
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 12 号: 1 ページ: 1-9
  • DOI: 10.1038/s41598-022-11920-3
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Aptian (Lower Cretaceous) Ammonite Assemblages of the Miyako Group in the Taro Area, Miyako City, Northeast Japan. (2022)
  • 著者名/発表者名: Masaki, M., Oji, T.
  • 雑誌名: Bulletin of Tokyo Gakugei University, Division of Natural Sciences 巻: 74 ページ: 141-161
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Palaeoecology of the Hiraiso Formation (Miyagi Prefecture, Japan) and implications for the recovery following the end-Permian mass extinction (2022)
  • 著者名/発表者名: Foster, W.J., Godbold, A., Byayard, A., Frank, A.B., Grasby, S.E., Twitchett, R.J., Oji, T.
  • 雑誌名: PeerJ, Paleontology and Evolutionary Science 巻: - ページ: e14357-e14357
  • DOI: 10.7717/peerj.14357
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Recent advances in ichnology of crawling stalked crinoids. (2022)
  • 著者名/発表者名: P. Gorzelak, D. Kolbuk, M. Dec, T. Oji, K. Oguri, K. Brom, T. Brachaniec, K. Paszcza, M.A. Salamon
  • 雑誌名: Contributions from the Museum of Paleontology 巻: 34 ページ: 54-62
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Experimental neoichnology of post-autotomy arm movements of sea lilies and possible evidence of thrashing behaviour in Triassic holocrinids. (2020)
  • 著者名/発表者名: Gorzelak, P., Salamon, M.A., Brom, K., Oji, T., Oguri, K., Kolｖuk, D., Dec, M., Brachaniec, T., Saucede, T.
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 10 号: 1 ページ: 1-8
  • DOI: 10.1038/s41598-020-72116-1
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Depauperate skeletonized reef-dwelling fauna of the early Cambrian: Insights from archaeocyathan reef ecosystems of western Mongolia (2019)
  • 著者名/発表者名: Cordie, David R.; Dornbos, Stephen Q.; Marenco, Pedro J.; Oji, Tatsuo; Gonchigdorj, Sersmaa
  • 雑誌名: PALAEOGEOGRAPHY PALAEOCLIMATOLOGY PALAEOECOLOGY 巻: 514 ページ: 206-221
  • DOI: 10.1016/j.palaeo.2018.10.027
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] The Paleozoic evolution of the Korean Peninsula and Japan: An introduction (2019)
  • 著者名/発表者名: Wallis, Simon; Oji, Tatsuo; Williams, Mark; Cho, Moonsup
  • 雑誌名: ISLAND ARC 巻: 28 号: 3
  • DOI: 10.1111/iar.12297
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] The paleobiogeographical significance of the Silurian and Devonian trilobites of Japan (2019)
  • 著者名/発表者名: Christopher Stocker, Derek Siveter, Philip Lane, Mark Williams, Tatsuo Oji, Saimon Wallis, Gengo Tanaka, Toshifumi Komatsu, David Siveter, Thijs Vandenbroucke
  • 雑誌名: Island Arc 巻: 28 号: 2
  • DOI: 10.1111/iar.12287
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Paleoenvironmental and biostratigraphic implications of echinoderm ossicles trapped within Burmese amber (2019)
  • 著者名/発表者名: Salamon, Mariusz A.; Lin, Jih-Pai; Duda, Pioir; Gorzelak, Przhmyslaw; Ausich, William, I.; Oji, Tatsuo
  • 雑誌名: PALAIOS 巻: 34 号: 12 ページ: 652-656
  • DOI: 10.2110/palo.2019.084
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Hypalocrinins, Taurine-Conjugated Anthraquinone and Biaryl Pigments from the Deep Sea Crinoid Hypalocrinus naresianus (2019)
  • 著者名/発表者名: Wolkenstein, Klaus; Carlos Fuentes-Monteverde, Juan; Nath, Nilamoni); Oji, Tatsuo; Griesinger, Christian
  • 雑誌名: JOURNAL OF NATURAL PRODUCTS 巻: 82 号: 1 ページ: 163-167
  • DOI: 10.1021/acs.jnatprod.8b00803
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] 中部蝦夷層群三笠層産二枚貝化石の成長線解析と酸素同位体比分析に基づく白亜紀"中期"中緯度太平洋域の浅海水温の季節変動 (2024)
  • 著者名/発表者名: 市村駿汰・髙柳栄子・井龍康文・高橋 聡・大路樹生
  • 学会等名: 日本古生物学会第173回例会（東北大学）
• [学会発表] 日立地域、カンブリア系赤沢層中に挟在する石炭系金山石灰岩のジルコンU-Pb年代 (2023)
  • 著者名/発表者名: 田切美智雄・大路樹生・安藤寿男・塙 勝利・及川 晃・加藤太一
  • 学会等名: 日本地質学会第130年学術大会（京都大学）
• [学会発表] Fossilization process of deep-sea animal assemblage from the Yamami Formation of the Morozaki Group (2023)
  • 著者名/発表者名: Haruka Katada, Hidekazu Yoshida, Tatsuo Oji
  • 学会等名: 2nd Asian Palaeontological Congress, Tokyo
  • 国際学会
• [学会発表] A bivalved arthropod from the Lower Ordovician Fezouata Shale: the post-Cambrian survival and gigantism of isoxyids (2023)
  • 著者名/発表者名: Saraku Yoshino, Tatsuo Oji
  • 学会等名: 2nd Asian Palaeontological Congress, Tokyo
  • 国際学会
• [学会発表] 棘皮動物は大理石に保存されやすい？ 変成岩古生物学の可能性 (2023)
  • 著者名/発表者名: 大路樹生・田切美智雄・安藤寿男・塙 勝利・及川 晃
  • 学会等名: 日本古生物学会2023年例会
• [学会発表] Late Ediacaran to earliest Cambrian algae from Mongolia: their low diversity compared with Chinese Ediacaran algal flora. (2022)
  • 著者名/発表者名: Mochizuki, T., Oji, T., Gonchigdorj, S., Katada, H., Ishikawa, K., Osawa, H., Onodera, K.
  • 学会等名: The 6th International Palaeontological Congress
  • 国際学会
• [学会発表] Crinoid columnals from the Hitachi metamorphic complex, eastern Japan. (2022)
  • 著者名/発表者名: Oji, T., Tagiri, M., Ando, H., Hanawa, K., Oikawa, A.
  • 学会等名: The 6th International Palaeontological Congress
  • 国際学会
• [学会発表] 下部中新統師崎層群の深海動物化石発掘調査 (2022)
  • 著者名/発表者名: 大路樹生・吉田英一・前田晴良・森 勇一・蜂矢喜一郎・水野吉昭・田中源吾・田中里志・山田敏弘・奈良正和・内田臣一・星 博幸・氏原 温・齊藤毅・川瀬基弘・子安和弘・加藤 萌・村宮悠介・山岡雅俊・安藤佑介・一田昌宏・宇佐美徹・林 常喜・牧口貴久・市村駿汰
  • 学会等名: 日本古生物学会171回例会
• [学会発表] 下部オルドビス系Fezouata 層より産出した二枚殻の節足動物：Isoxyidae のカンブリア紀以降の生存と大型化 (2021)
  • 著者名/発表者名: 吉野嵯樂・大路樹生
  • 学会等名: 日本古生物学会2021年年会
• [学会発表] バージェス動物群Marrellaの偏光を用いた観察と化学・鉱物分析 (2021)
  • 著者名/発表者名: 片田はるか、大路樹生、吉田英一
  • 学会等名: 日本古生物学会第170回例会
• [学会発表] ペルム紀末の大量絶滅後の海洋底生動物の回復現象：宮崎県高千穂地域の下部三畳系上村石灰岩の岩相変化・二枚貝相とそのサイズ変化 (2021)
  • 著者名/発表者名: 市村駿汰、大路樹生
  • 学会等名: 日本古生物学会第170回例会
• [学会発表] モンゴル西部Bayan Gol渓谷の上部エディアカラ系Zuun-Arts Formationから産出した藻類Chinggiskhaania bifurcataとその意義 (2020)
  • 著者名/発表者名: 望月貴史; 大路樹生; Gonchigdorj, Sersmaa; 大澤果那: 小野寺香乃
  • 学会等名: 日本古生物学会第169回例会
• [学会発表] Chemostratigraphy and paleoenvironmental reconstruction of the Ediacaran-Cambrian section in Khubsugul Group, northern Mongolia (2020)
  • 著者名/発表者名: Hatena Osawa; Tatsuo Oji; Hideko Takayanagi; Pedro J. Marenco; Koichi Mimura; Sersmaa Gonchigdorj; Kano Onodera
  • 学会等名: JpGU-AGU Joint Meetting 2020
  • 国際学会
• [学会発表] Evidence of bilaterian occurrence from the late Ediacaran: their contrasting occurrence due to climatic differences (2019)
  • 著者名/発表者名: Tatsuo Oji
  • 学会等名: 1st Asian Palaeontological Congress
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Biogeography of deep-water stalked crinoids revisited: example from western Pacific and Indian isocrinine faunas (2019)
  • 著者名/発表者名: Tatsuo Oji
  • 学会等名: 10th European Conference on Echinoderms
  • 国際学会