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2018 年度 実績報告書

ジグザグ縫合面を持つオルティス類の形態機能と適応放散様式

研究課題

研究課題/領域番号 16K17827
研究機関新潟大学

研究代表者

椎野 勇太  新潟大学, 自然科学系, 准教授 (60635134)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード古生物 / 進化 / 適応 / 絶滅 / バイオメカニクス / 流体力学
研究実績の概要

オルドビス紀における生物間の相互作用や環境の細分化は,生物種の爆発的な多様性増大イベントをもたらした.中でも,腕足動物オルティス類は,このイベントを特徴づける中心的な無脊椎動物であるにも関わらず,どのような生態的特性を持って劇的な適応放散を遂げたのか未解明である.そこで本研究は,ジグザグ縫合線を備えたオルティス目プラチストロフィア科に属する腕足動物の殻形態と濾過摂食水流との関係に注目し,化石標本を用いた形態解析および流体解析を行った.
プラチストロフィア科Vinlandostrophia ponderosaの殻模型を用いて簡易的な粒子追跡法による2次元流体解析を行った結果,殻形態が受動的に渦流を形成し,螺旋状の濾過器官(触手冠)を使って渦流から効果的にエサを濾過できる適応形態であった可能性を導いた.ジグザグ縫合線の機能を検証する比較実験からは,ジグザグ縫合線が殻内側で生じる流れを弱化させ,渦流を低速に保つ機能を備えていたことが明らかになった.また,外部の流れが低速の場合は,殻まわりの流向に関わらず,生物体に対して常に同じ回転方向の渦流を形成できることがわかった.緩やかな流れの中では,運ばれてくるエサの量も少なくなりやすい.殻内側で生じる渦流の方向を統一することで,そのような流水環境下でも濾過摂食を確実かつ安定に実現できたと想像される.
ジグザグ縫合線をつくる放射肋の数や太さには種内変異が認められるが,この変異幅は種間で異なる.V. cyphaでは,受動的な渦流形成に寄与する殻の正中線部分に変異が認められやすく,各個体の微環境に応じて機能強度を調節していた可能性がある.V. cyphaはV. ponderosaの絶滅後も残存していたことを考慮すれば,ジグザグ縫合線の機能とその可塑性によって絶滅の明暗が分かれていたのかもしれない.

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] 雲南省古生物学研究室, 雲南大学(中国)

    • 国名
      中国
    • 外国機関名
      雲南省古生物学研究室, 雲南大学
  • [雑誌論文] Active floating with buoyancy of pseudopodia vs passive floating by hydrodynamic drag force: A case study of the flat-shaped spumellarian radiolarian Dictyocoryne2019

    • 著者名/発表者名
      Ichinohe, R., Shiino, Y., Kurihara, T., Kishimoto, N.
    • 雑誌名

      Paleontological Research

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • DOI

      10.2517/2018PR023

    • 査読あり
  • [学会発表] 腕足動物Eoplectodontaの3次元形態解析から読み解く成長戦略2019

    • 著者名/発表者名
      赤坂実優・椎野勇太
    • 学会等名
      日本古生物学会2019年例会
  • [学会発表] 腕足動物ディスキナ類のもつ環境適応特性2019

    • 著者名/発表者名
      増永正大・椎野勇太
    • 学会等名
      日本古生物学会2019年例会
  • [学会発表] Form and function of fossil brachiopods: Insights into evolutionary morphology2018

    • 著者名/発表者名
      Shiino, Y.
    • 学会等名
      8th International Brachiopod Congress
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] A hydrodynamic approach to orthid brachiopod Vinlandostrophia ponderosa: Reevaluation of zig-zag function2018

    • 著者名/発表者名
      Shiino, Y. and Tsuchida, T.
    • 学会等名
      8th International Brachiopod Congress
    • 国際学会
  • [学会発表] スナガニの行動生態と海浜動態への応答様式2018

    • 著者名/発表者名
      小倉誠也・石崎美乃・高橋千絢・金子真弥・井村朱里・椎野勇太
    • 学会等名
      石油技術協会春季講演会
  • [学会発表] ジグザグを持つ腕足動物Vinlandostrophia ponderosaの適応戦略2018

    • 著者名/発表者名
      椎野勇太・土田貴史
    • 学会等名
      日本古生物学会2018年年会

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公開日: 2019-12-27  

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