眼の起源と古生物の視覚の復元に挑む

2017 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 16K05592
• 研究機関: 金沢大学
• 研究代表者: 田中 源吾 金沢大学, 国際基幹教育院, 助教 (50437191)
• 研究分担者: 前田 晴良 九州大学, 総合研究博物館, 教授 (10181588)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: 機能・形態 / 眼の化石 / 眼の進化 / 例外的に保存の良い化石 / 中生代 / 中国

研究実績の概要

本年度は中国の研究協力者と共同して，中国東北部に分布する白亜紀前期の熱河動物群から産出した，例外的に保存のよい原始的な鳥類（反鳥）の眼の機能形態学的研究と古生態の復元を行った．まず，中国の博物館にて，眼の軟組織が保存されていそうな標本を，ルーペを用いて選定した．その後，博物館長の許可をとり，滅菌したデザインナイフとニードルを用いて，眼の化石の一部を剖出した．標本をスライドに保管した後，日本に持ち帰り，詳細な分析を行った．
標本を無蒸着の走査型電子顕微鏡で観察した結果，錐体のみならず油滴が保存されていることを確認した．油滴は特定の波長域の光のみを光受容器に伝えるフィルターの役目を持ち，特に，爬虫類や鳥類で発達している．また，現生の鳥類や爬虫類では，各波長に応じて色とサイズが異なり，赤を感受する錐体細胞では油滴のサイズが大きく，青を感受するものでは油滴が小さくなる傾向がある．この油滴のサイズ差を用いることで，羽毛恐竜の色覚を復元することが可能である．現生鳥類の油滴のサイズとの比較の結果，反鳥が昼行性で幅広い波長領域をカバーしていたことがわかり，カラフルな世界を見ていたことが分かった．化石の油滴について，化学面からその存在を検証すべく，ＴＯＦ-ＳＩＭＳ（飛行時間型二次イオン質量分析法）を用いて，非破壊で標本を調査した．有機物の痕跡は確認できたものの，油滴や視物質を構成している高分子を認定する事には至らなかった．

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

本年度の研究成果は，以下のタイトルで国際誌に掲載された．
Gengo Tanaka, Baochun Zhou, Yunfei Zhang, David J. Siveter & Andrew R. Parker. 2017. Rods and cones in an enantiorniithine bird eye from the Early Cretaceous Jehol Biota. Heliyon, vol. 3, e00479.

今後の研究の推進方策

例外的に保存の良い化石には，眼の軟組織も保存されうることが，化石魚だけでなく，鳥類でも示された．今後は，化石化の過程で，化学組成がどのように変化するのかを室内実験で解明する必要がある．

研究成果

• [国際共同研究] 上海科技館/南京地質古生物研究所(中国)
  • 国名: 中国
  • 外国機関名: 上海科技館/南京地質古生物研究所
• [国際共同研究] レスター大学(英国)
  • 国名: 英国
  • 外国機関名: レスター大学
• [国際共同研究] ゲント大学(ベルギー)
  • 国名: ベルギー
  • 外国機関名: ゲント大学
• [雑誌論文] Carboniferous ostracods from central Honshu, Japan (2018)
  • 著者名/発表者名: Christpher Stocker, Toshifumi Komatsu, Gengo Tanaka, Mark Williams, David Siveter, Callorine Benett, Simon Wallis, Tatsuo Oji, Takumi Maekawa, Masatoshi Okura, Thijis Vandenbroucke
  • 雑誌名: Geological Magazine 巻: 155 ページ: 98-108
  • DOI: 10.1017/S0016756816000844
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Biogeographical and biostratigraphical significance of a new Middle Devonian phacopid trilobite from the Naidaijin Formation, Kurosegawa Terrane, Kyushu, southwest Japan (2018)
  • 著者名/発表者名: Christopher Stocker, Gengo Tanaka, Derek Siveter, Philip lane, Yukiyasu Tsutsumi, Toshifumi Komatsu, Simon Wallis, Tatsuo Oji, David Siveter
  • 雑誌名: Paleontological Research 巻: 22 ページ: 75-90
  • DOI: 10.2517/2017PR011
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] 更新統下総層群木下層からのヒゲクジラ類化石の発掘調査報; 堆積相・微化石・地中レーダ探査 (2018)
  • 著者名/発表者名: 岡崎浩子・石井明夫・金子 稔・田村 亨・群馬県立太田女子高等学校地学部（今橋春日・原島 舞・佐藤有花・猪口華蓮・松倉亜里紗）・加藤久佳・伊左治鎭司・ 田中源吾
  • 雑誌名: 千葉中央博自然誌研究報告 巻: 14 ページ: 19-28
  • 査読あり
• [雑誌論文] First discovery of Eocene coastal-estuarine ostracods from Japan, with the geological history of the migration of estuarine genera in the Far East (2018)
  • 著者名/発表者名: Gengo Tanaka, Yasuhisa Henmi, Toshifumi Komatsu, Koji Hirose, Hiroaki Ugai, Shigenori Kawano & Haruyoshi Maeda
  • 雑誌名: Geological Magazine 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • 査読あり
• [雑誌論文] Early Ordovician (Tremadocian and Floian) graptolites from the Than Sa Formation, northeast Vietnam (2018)
  • 著者名/発表者名: Adrian Rushton, Mark Williams, Nguyen Duc Phong, Toshifumi Komatsu, David Siveter, Jan Zalasiewicz, Dinn Cong Tien, Nguyen Viet Hien, Nguyen Huu Manh, Gengo Tanaka
  • 雑誌名: Geological Magazine 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Rods and cones in an enentiornithine bird eye from the Early Cretaceous Jehol Biota (2017)
  • 著者名/発表者名: Gengo Tanaka, Baochun Zhou, Yunfei Zhang, David J. Siveter, Andrew R. Parker
  • 雑誌名: Heliyon 巻: 3 ページ: e00479
  • DOI: 10.1016/j.heliyon.2017. e00479
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] 微化石を使った地学部の指導 (2017)
  • 著者名/発表者名: 金子稔・野村正弘・田中源吾
  • 雑誌名: 地学教育と科学運動 巻: 79 ページ: 1-8
  • 査読あり
• [雑誌論文] テフラ編年と１４C年代に基づく鹿児島湾奥，新島（燃島）の海成堆積物の編年とその意義 (2017)
  • 著者名/発表者名: 森脇 広・永迫俊郎・西澤文勝・松島義章・鈴木毅彦・田中源吾
  • 雑誌名: 地学雑誌 巻: 126 ページ: 557-579
  • DOI: 10.5026/jgeography.126.557
  • 査読あり
• [学会発表] デボン紀福地層（下部石灰岩部層）から産出した介形虫化石群 (2018)
  • 著者名/発表者名: Gengo Tanaka, David Siveter, Mark Williams
  • 学会等名: 日本古生物学会