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ホウキボシ科・ゴカクヒトデ科コンプレックス:深海から浅海への進出と適応

研究課題

研究課題/領域番号 21K06327
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45030:多様性生物学および分類学関連
研究機関独立行政法人国立科学博物館

研究代表者

藤田 敏彦  独立行政法人国立科学博物館, 動物研究部, 部長 (70222263)

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
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2023年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード分子系統解析 / ホウキボシ科 / ゴカクヒトデ科 / ヒトデ綱 / 深海 / 分類体系 / 多様化 / 祖先形質復元 / 適応形態 / R/r比 / 分類 / 系統 / 棘皮動物
研究開始時の研究の概要

アカヒトデ目に属するホウキボシ科とゴカクヒトデ科を対象に系統分類学的研究を行う.前者は熱帯の浅海で優占し盤が小さく腕が細長いのに対し,後者は寒冷な深海で優占し体は平たい五角形をしている.両科は分類学的に混乱しており,ホウキボシ科とされている種の一部は実際にはゴカクヒトデ科であることがわかってきた.
そこで,これら両科に属する種・属の分類体系と系統関係を分子系統解析によって明らかにし,両科の対照的な形態や生態の特徴の祖先形質復元によって,多くの底生動物で推測されている方向性とは逆の,深海から浅海への分布の拡大という現象に着目し,これらの特徴の浅海環境への適応について議論する.

研究成果の概要

ホウキボシ科とゴカクヒトデ科を対象に形態と分子の両面から系統分類学的研究を行った.ホウキボシ科は腕が細長い形状で浅海で優占しているのに対し,ゴカクヒトデ科は五角形の形状で深海で優占している.分子系統解析によって,これまでホウキボシ科とされてきた種の多くは,ゴカクヒトデ科であることが判明し,分類体系を大きく見直す必要があることが判明した.祖先形質復元によって,ゴカクヒトデ科の一部が深海から浅海へと分布を広げたことが推定され,浅海においてホウキボシ科と似た体形に進化したと考えられた.深海から浅海へと分布を拡大し多様化したという,多くの底生動物での仮定とは逆の方向性の進化が明らかとなってきた.

研究成果の学術的意義や社会的意義

生物は進化によって,様々な形態を生み出してきた.形態がそれぞれの系統でどのように変化したのかを追うことは,進化を理解する上での重要な課題である.ヒトデ類においては,これまで形態から推定されていた分類・系統が,分子系統解析によって大きく見直されつつある.系統に基づく分類体系と分類形質とを対比させた分析から,進化の実像がわかるようになり,浅海から浅海へ進出して多様化するという,これまであまり指摘されていなかった進化の道筋を示唆することができた.

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

    (14件)

すべて 2024 2023 その他

すべて 国際共同研究 (5件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 4件)

  • [国際共同研究] スミソニアン自然史博物館(米国)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] マレーシア科学大学(マレーシア)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] スミソニアン米国自然史博物館(米国)

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [国際共同研究] マレーシア科学大学(マレーシア)

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [国際共同研究] 国立スミソニアン博物館(米国)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [雑誌論文] New Taxa and Occurrences of Mesophotic and Deep-sea Goniasteridae (Valvatida, Asteroidea) from Okinawa and adjacent regions2024

    • 著者名/発表者名
      MAH CHRISTOPHER L.、KOGURE YOICHI、FUJITA TOSHIHIKO、HIGASHIJI TAKUO
    • 雑誌名

      Zootaxa

      巻: 5403 号: 1 ページ: 1-41

    • DOI

      10.11646/zootaxa.5403.1.1

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Description of a new Luidia species (Asteroidea: Paxillosida: Luidiidae) from Japan with molecular phylogenetic analysis of the genus Luidia2024

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi Itaru、Hibino Mai、Yamamoto Masaki、Fujita Toshihiko
    • 雑誌名

      Journal of the Marine Biological Association of the United Kingdom

      巻: 104 ページ: 1-12

    • DOI

      10.1017/s0025315424000158

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Echinodermata2024

    • 著者名/発表者名
      Woo, S. P., S. H. Tan, and T. Fujita
    • 雑誌名

      Lee, Y.-H. (ed.), Probing into Marine Life with DNA Barcode in the Tropical Indo-Pacific

      巻: - ページ: 228-250

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Phylogenetic position of enigmatic spherical-starfish, Podosphaeraster toyoshiomaruae (Asteroidea, Valvatida, Podosphaerasteridae2023

    • 著者名/発表者名
      Hiruta, S. F., Kobayashi, I., and Fujita, T.
    • 学会等名
      6th World Conference on Marine Biodiversity
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Systematic Revision of the family Asterinidae (Asteroidea, Valvatida) based on mitochondrial and nuclear gene sequences2023

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto, M., Hiruta, S. F, Fujita, T.
    • 学会等名
      6th World Conference on Marine Biodiversity
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 日本近海に分布するスナイトマキ属Ctenodiscusの系統分類学的再検討(棘皮動物門:ヒトデ綱)2023

    • 著者名/発表者名
      茂木隆伸・佐久間啓・三澤遼・成松庸二・藤田敏彦・狩野泰則
    • 学会等名
      2023年日本ベントス学会・日本プランクトン学会合同大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Molecular phylogeny of Neoasteroidea (Asteroidea) based on mitochondrial genome2023

    • 著者名/発表者名
      Shimpei F. HIRUTA, Davin H. E. SETIAMARGA & Toshihiko FUJITA
    • 学会等名
      11th European Conference on Echinoderms
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Systematic revision of Ctenodiscus (Asteroidea, Paxillosida) in Japanese waters2023

    • 著者名/発表者名
      Takanobu MOGI , Toshihiko FUJITA & Yasunori KANO
    • 学会等名
      11th European Conference on Echinoderms
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 北海道沿岸のルソンヒトデ科の多様性2023

    • 著者名/発表者名
      小林格・藤田敏彦
    • 学会等名
      第19回棘皮動物研究集会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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