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環形動物におけるカメラ眼の獲得とそれに伴う中枢神経系の構造進化

研究課題

研究課題/領域番号 22K15165
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分45020:進化生物学関連
研究機関名古屋大学

研究代表者

自見 直人  名古屋大学, 理学研究科, 講師 (50866720)

研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2024年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2023年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2022年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード眼 / 多様性 / 進化 / 形態 / 中枢神経系 / 環形動物
研究開始時の研究の概要

ボウセキウロコムシ科多毛類は頭部に2対ある眼の発達段階で3つのグループに分けることができる。1.2対とも杯状眼をもつ属、2.未発達なカメラ眼が前対で杯状眼を後対にもつ中間的な属、3.前対のカメラ眼が後対部まで発達し杯状眼が存在しない属、これらを比較できれば、カメラ眼という高度な情報処理が必要な器官を獲得した際にどのような中枢神経系の変化が起こるかを明らかにできる。
本研究では環形動物のボウセキウロコムシ科多毛類を用いて、カメラ眼獲得に伴い中枢神経系構造にどのような変化がもたらされるかを解明する。

研究実績の概要

ボウセキウロコムシ科の系統関係解明に向けて調査船およびSCUBA潜水による調査を行い、各属のOTUを集めることに成功した。そのうちのいくつかは未記載種であるため現在記載を進めている。それぞれのミトコンドリア全長の配列決定を行ったが、いくつかのOTUにおいてうまくいかなかったため現在そのやり直しを行っている。
眼の構造については解析がまとまってきており、環形動物では通常見られないレンズ眼構造がどのように段階的に進化してきたかをMicroCT・切片を元に理解することができた。
従来の方法である4遺伝子領域を用いた系統解析では眼の進化を解明するに足る系統樹を推定することはできなかったため、現在ミトコンドリア全長配列を各OTUにおいて決定し直すことでこれを解決しようとしている。次世代シーケンサーを用いてショットガンシーケンス法により配列決定を行ったが、標本の固定状態によってうまくいくものといかないものがあり、いかないものについては再度標本の採集を行っているところである。
将来的にはボウセキウロコムシ類が眼の進化のモデル生物となるような基盤創りをしていきたいと考えているため、系統樹の頑強性は重要である。また、発生段階を追うことで眼の形成過程を追うことができるため、飼育系列が確立できないかの試行をしており、飼育に適した種を見つけることには成功した。あとは世代を回すことができるようになるように試行錯誤する段階である。
現在これらの成果を元に論文化を進めているところである。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

順調にOTUを集めることに成功した。調査の過程で得られた未記載種については記載を進めた。いくつかについては標本状態が悪いことから採集し直す必要があるが採集することができる場所は把握しているため問題ない。眼の構造についての解析もほぼデータを取り終えることができた。
最終年度に向けて成果をまとめつつ、足りないデータを補っていく段階へと移行したい。

今後の研究の推進方策

構造および系統解析に向けてのデータ収集は順調のため、成果をまとめつつ足りないデータを補完していきたい。

報告書

(2件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2023 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 オープンアクセス 1件)

  • [国際共同研究] Universiti Sains Malaysia(マレーシア)

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Three species of Fauveliopsidae (Annelida) from the northwestern Pacific including a new species2023

    • 著者名/発表者名
      Jimi Naoto、Hookabe Natsumi、Fujimoto Shinta、Kise Hiroki、Ogawa Akito、Tsuchiya Masashi
    • 雑誌名

      Plankton and Benthos Research

      巻: 18 号: 4 ページ: 178-184

    • DOI

      10.3800/pbr.18.178

    • ISSN
      1880-8247, 1882-627X
    • 年月日
      2023-11-27
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [雑誌論文] A New Species of Branchellion (Hirudinea: Piscicolidae) Parasitizing the Gills of Short-Tail Stingrays (Batoidea: Dasyatidae) from the West Pacific2023

    • 著者名/発表者名
      Jimi Naoto、Shinji Junpei、Hookabe Natsumi、Okanishi Masanori、Woo Sau Pinn、Nakano Takafumi
    • 雑誌名

      Zoological Science

      巻: 40 号: 4 ページ: 40-40

    • DOI

      10.2108/zs220057

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Four new species of coral- and rock-boring polychaetes Daylithos (Annelida, Flabelligeridae) from the Pacific Ocean2023

    • 著者名/発表者名
      Jimi Naoto、Fujita Toshihiko、Woo Sau Pinn
    • 雑誌名

      Zoosystematics and Evolution

      巻: 99 号: 1 ページ: 149-159

    • DOI

      10.3897/zse.99.97944

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書 2022 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Investigating the diversity of bioluminescent marine worm Polycirrus (Annelida), with description of three new species from the Western Pacific2023

    • 著者名/発表者名
      Jimi Naoto、Bessho-Uehara Manabu、Nakamura Koji、Sakata Masahiko、Hayashi Taro、Kanie Shusei、Mitani Yasuo、Ohmiya Yoshihiro、Tsuyuki Aoi、Ota Yuzo、Woo Sau Pinn、Ogoh Katsunori
    • 雑誌名

      Royal Society Open Science

      巻: 10 号: 3 ページ: 230039-230039

    • DOI

      10.1098/rsos.230039

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著

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公開日: 2022-04-19   更新日: 2024-12-25  

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