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化石複眼の構造-視覚機能の成熟プロセスの解明:視覚特性の進化多様性

研究課題

研究課題/領域番号 21K03736
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分17050:地球生命科学関連
研究機関静岡大学

研究代表者

鈴木 雄太郎  静岡大学, 理学部, 准教授 (50345807)

研究分担者 生田 領野  静岡大学, 理学部, 准教授 (60377984)
椎野 勇太  新潟大学, 自然科学系, 准教授 (60635134)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2023年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2022年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2021年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード三葉虫 / 複眼視覚 / 視野範囲 / 形態視 / 動体視 / 複眼 / 進化形態学 / 形態解析
研究開始時の研究の概要

三葉虫類は初期古生代に高い種多様性を達成した象徴的な絶滅節足動物であり,化石として保存される複眼にも著しい適応放散を反映した形状の多様化が認められる.どのような視覚特性の多様化が起きていたのだろうか,この進化生物学的な疑問に答えるべく,骨格形態の概形,そして複眼の形状や体サイズ比が著しく異なる検討対象種で種特異的な視覚特性の成熟プロセスを解明する.これらの結果によって得られる複眼形状 -形成プロセス-視覚特性の関係を踏まえて三葉虫類の視覚特性の進化多様性を読み解いてゆく.

研究成果の概要

三葉虫の外骨格形状が背腹方向の膨らみを獲得したことが視点の位置により高い自由度を導き,視野範囲・空間分解能・光受容能の兼合いで成立する複眼視覚特性の分化・多様化に結果的に繋がったことが強く示唆された.平坦な外骨格形態を持つ種は前後背側に広い視野範囲となるが,分解能・光受容能の偏在性を方角特異的に高められてはいなかった.外骨格に膨らみを伴う種は起伏の大きな骨格によっても視野範囲が限定される一方で,分解能・光受容能の偏在性について高い方角特異性を示した.カンブリア/オルドビス紀境界で始まる分類学的多様性の減少x形態的多様性の増加は複眼視覚特性の特化・分化が深く関係していたことが示唆される.

研究成果の学術的意義や社会的意義

古くから蓄積されてきた化石記録にもとづいて興味深い生物進化のテンポやパターンが指摘されてきているが,なぜこのような傾向が生まれたのか,理由や要因に迫ることは極めて困難であった.化石生物の生体生理特性にもとづく検討を行うことで
それらのテンポやパターンの理由に言及している点が本研究の学術的意義でもあり,さらに社会的にも興味が抱かれる生物進化の諸現象について,時間軸に則った形態変化に対してこれらの成立理由を伴った形で明示することは大変意義深いと考えられる.

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2024 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (3件) (うち招待講演 1件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] How credible are earthquake predictions that are based on TEC variations?2022

    • 著者名/発表者名
      Ikuta, R, & Oba, R.,
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research: Space Physics

      巻: - 号: 3

    • DOI

      10.1029/2021ja030151

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A new trilobite fauna from the Middle Permian of the Kitakami Mountains/Northeast Japan2021

    • 著者名/発表者名
      Flick, U. & Shiino, Y.,
    • 雑誌名

      Palaeontographica Abteilung A

      巻: 320 号: 4-6 ページ: 87-135

    • DOI

      10.1127/pala/2021/0115

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 大きな複眼と広いanterior arcを備えるNileus armadillo2024

    • 著者名/発表者名
      小郷瑞貴・鈴木雄太郎・平野広大
    • 学会等名
      日本古生物学会2024年年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] B07 底質への低依存性絶滅ベントスの複眼視覚特性:Hadromeros三葉虫でのケーススタディ.2023

    • 著者名/発表者名
      鈴木雄太郎,生田領野,安東知夕里
    • 学会等名
      日本古生物学会第172回例会(九州大学)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 三葉虫の多様性と複眼構造-機能特性-.2022

    • 著者名/発表者名
      鈴木雄太郎
    • 学会等名
      日本古生物学会2022年年会・総会(金沢大学)シンポジウム「節足動物の進化学-デザインと種の超多様性」
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [図書] 古生物学の百科事典2022

    • 著者名/発表者名
      鈴木雄太郎(分担執筆)
    • 総ページ数
      754
    • 出版者
      丸善出版
    • ISBN
      9784621307588
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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