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超音波器官形成に着目したコウモリ類のエコーロケーションの進化的起源の解明

研究課題

研究課題/領域番号 19J20608
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
審査区分 小区分45030:多様性生物学および分類学関連
研究機関東京大学

研究代表者

野尻 太郎  東京大学, 農学生命科学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2019-04-25 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
2021年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2020年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2019年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワードエコーロケーション / コウモリ類 / 喉頭 / 形態形成 / ヘテロクロニー / 内耳 / 胎子期発生 / 蝸牛 / 超音波 / 進化発生学
研究開始時の研究の概要

本研究は、コウモリ類のエコーロケーションの進化的起源に関する以下の仮説:①コウモリ類共通祖先がエコーロケーションを獲得しており、現生のオオコウモリ科において失われたとする「単一起源説」,②現生のキクガシラコウモリ上科,ヤンゴコウモリ類において独立に 獲得されたとする「収斂進化説」の2仮説の検証を行う。一般に,コウモリ類の超音波発信様式は、A. 口内発信, B. 鼻孔発信, C. 舌発信の3タイプに分けられる。本研究では,これまで着眼されてこなかったエコーロケーションに用いられる'超音波器官'である咽頭および内耳の形成過程をこの3グループ間で比較し,エコーロケーションの進化的起源の解明を目指す.

研究実績の概要

今年度はコウモリ類の喉頭形態形成を中心とした解析を行った。超音波を口腔から発信する9種, 鼻腔から発信するキクガシラコウモリ類12種, ヘラコウモリ科4種, 喉頭による超音波発信能をもたないオオコウモリ類7種, コウモリ類以外の哺乳類(外群)5種の骨CTデータをもとに, 舌骨, 軟骨の結晶化過程の記載を行い, 比較分析を行った.結果, オオコウモリ類の喉頭の結晶化過程は外群のものと質的な類似がみられた一方, 口腔発信する種と鼻腔発信するキクガシラコウモリ類の間で喉頭軟骨・舌骨要素に形態学的な差異がみられた. 一方, ヘラコウモリ類については, 鍵となる出生直前のステージの胚が不足しており, 形態形成過程を詳細に記載することは現状では困難であると判断した. そのためヘラコウモリ類に関しては今後の課題として次年度から別途サンプリング計画を立案することとし, 現在はその他のコウモリ類系統における喉頭の発生比較結果をまとめて論文執筆にあたっている. こうした喉頭の胎子期発生における結果と前年度までの内耳・舌骨・鼓室輪の形態形成の比較分析結果とを併せると, これまでに類例のない解像度でコウモリ類の超音波能力の進化史にアプローチできたのは間違いない.これら一連の研究結果は, これまで音声受信器官である内耳にフォーカスを当てて解析が試みられてきたコウモリ類の超音波能力の進化機構を読み解く上での新たな視点をもたらすものであり, コウモリ類だけでなく多様な哺乳類種の喉頭による音声利用の多様性進化プロセスを紐解くための基盤的知見となる.

現在までの達成度 (段落)

令和3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3年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (5件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 4件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] ソウル大学(韓国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] ニューサウスウェールズ大学(オーストラリア)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] ベトナム科学技術アカデミー(ベトナム)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] チュービンゲン大学(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] カリフォルニア大学ロサンゼルス校(米国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] On the embryonic development of the nasal turbinals and their homology in bats.2021

    • 著者名/発表者名
      Ito, K., Tu, V. T., Eiting, T. P., Nojiri, T., and Koyabu, D.
    • 雑誌名

      Frontiers in Cell and Developmental Biology

      巻: 9 ページ: 1-19

    • DOI

      10.3389/fcell.2021.613545

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Embryonic evidence uncovers convergent origins of laryngeal echolocation in bats2021

    • 著者名/発表者名
      Nojiri Taro、Wilson Laura A.B.、L?pez-Aguirre Camilo、Tu Vuong Tan、Kuratani Shigeru、Ito Kai、Higashiyama Hiroki、Son Nguyen Truong、Fukui Dai、Sadier Alexa、Sears Karen E.、Endo Hideki、Kamihori Satoshi、Koyabu Daisuke
    • 雑誌名

      Current Biology

      巻: 31 号: 7 ページ: 1-13

    • DOI

      10.1016/j.cub.2020.12.043

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Embryonic staging of bats with special reference to Vespertilo sinensis and its cochlear development.2021

    • 著者名/発表者名
      Nojiri, T., Fukui, D., Werneburg, I., Saitoh, T., Endo, H., and Koyabu, D.
    • 雑誌名

      Developmental Dynamics

      巻: 4 号: 8 ページ: 1-20

    • DOI

      10.1002/dvdy.325

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] On the sequence heterochrony of cranial ossification of bats in light of Haeckel's recapitulation theory.2021

    • 著者名/発表者名
      Nojiri, T., Sohn, J. H., Tu, V. T., Koyabu, D.
    • 雑誌名

      Journal of Experimental Zoology Part B: Molecular and Developmental Evolution

      巻: 4 号: 1-2 ページ: 1-12

    • DOI

      10.1002/jez.b.23042

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] ヒナコウモリおよびキクガシラコウモリの新生子における姿勢2020

    • 著者名/発表者名
      野尻太郎, 福井大, 小薮大輔
    • 雑誌名

      哺乳類科学

      巻: 60 号: 1 ページ: 1-1

    • DOI

      10.11238/mammalianscience.60.1

    • NAID

      130007798080

    • ISSN
      0385-437X, 1881-526X
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 胚発生・化石記録の統合解析による翼手類の反響定位の進化的起源の解明2022

    • 著者名/発表者名
      野尻 太郎, Laura A.B. Wilson, Camilo Lopez-Aguirre, Vuong, Tu Tan, 福井 大, 遠藤 秀紀, 小薮 大輔
    • 学会等名
      日本生態学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 胎子期器官形成から紐解くコウモリ類のエコーロケーションの進化的起源2022

    • 著者名/発表者名
      野尻 太郎, 福井 大, 遠藤 秀紀, 小薮 大輔
    • 学会等名
      日本解剖学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 超音波器官の胎子期発生から解き明かすコウモリ類のエコーロケーションの進化的起源2021

    • 著者名/発表者名
      野尻 太郎, 福井 大, 小薮 大輔
    • 学会等名
      日本進化学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 胎子期発生からひも解くコウモリ類のエコーロケーションの進化的起源2021

    • 著者名/発表者名
      野尻 太郎, Laura A.B. Wilson, Camilo Lopez-Aguirre, Vuong, Tu Tan, 福井 大, 遠藤 秀紀, 小薮 大輔
    • 学会等名
      日本哺乳類学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] コウモリ類における雄生殖器の三次元比較解剖学的研究2021

    • 著者名/発表者名
      JoonHyuk Sohn, Vuong Tan Tu, 福井 大, 野尻 太郎, 木村 順平, 小薮 大輔
    • 学会等名
      日本哺乳類学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 旧世界コウモリ類における喉頭器官の三次元比較解剖と超音波発声の多様性進化2021

    • 著者名/発表者名
      Nicolas Brualla, Laura Wilson, 野尻 太郎, Michael Doube, Vuong Tan Tu, 福井 大, 小薮 大輔
    • 学会等名
      日本哺乳類学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Prenatal auditory development sheds light on the evolutionary origin of the echolocation in bats.2020

    • 著者名/発表者名
      野尻 太郎, 福井 大, Vuong Tan Tu, Ingmar Werneburg, 齊藤 隆, 遠藤 秀紀, 小薮 大輔
    • 学会等名
      日本生態学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 日本産コウモリの骨盤形態の比較2020

    • 著者名/発表者名
      鳥海 夏葉, 福井 大, 木村 順平, 小薮 大輔, 久保 麦野, 野尻 太郎, 鈴木 牧
    • 学会等名
      日本進化学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Does prenatal development support a single origin of laryngeal echolocation in bats?2019

    • 著者名/発表者名
      Nojiri, T. & Koyabu, D.
    • 学会等名
      The 12th International Congress of Vertebrate Morphology
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A 3D anatomical study using microCT images for the male genital organs of greater horseshoe bat Rhinolophus ferrumequinum.2019

    • 著者名/発表者名
      Sohn, J., Koyabu, D., Nojiri, T., Noh, H., Kimura, J.
    • 学会等名
      The 18th International Bat Research Conference
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Does prenatal development support a single origin of laryngeal echolocation in bats?2019

    • 著者名/発表者名
      野尻太郎, Ingmar Werneburg, Nguyen Truong Son, Vuong Tan Tu, 福井大, 齊藤隆, 遠藤秀紀, 小薮大輔
    • 学会等名
      日本進化学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 翼手類の四肢形成の特異性と生態学的要因2019

    • 著者名/発表者名
      野尻太郎, Ingmar Werneburg, Vuong Tan Tu, 福井大, 齊藤隆, 遠藤秀紀, 小薮大輔
    • 学会等名
      日本哺乳類学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] コウモリ類の進化史を解明

    • URL

      https://www.a.u-tokyo.ac.jp/topics/topics_20210306-1.html

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

URL: 

公開日: 2019-05-29   更新日: 2024-03-26  

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