| 研究課題/領域番号 |
18K03828
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| 研究機関 | 福岡大学 |
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研究代表者 |
田上 響 福岡大学, 理学部, 助教 (30578787)
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| 研究分担者 |
松本 涼子 神奈川県立生命の星・地球博物館, 企画情報部, 学芸員 (00710138)
大橋 智之 北九州市立自然史・歴史博物館, 自然史課, 学芸員 (20584519)
藤原 慎一 名古屋大学, 博物館, 講師 (30571236)
河部 壮一郎 福井県立大学, 恐竜学研究所, 准教授 (50728152)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | 嘴 / 骨 / 角質 |
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| 研究実績の概要 |
骨と角質からなり、さまざまな形態と機能を持つ脊椎動物のクチバシを、化石分類群でより確からしく復元することを目指し、平成30年度に引き続き令和元年度に、現生鳥類標本を用いて角質部の微細構造を解析した。さらに紫外線蛍光撮影により、現生および化石鳥類の頭骨標本を対象とした角質部の分布調査を行った。
まず現生鳥類のクチバシを用いた角質部の微細構造の解析を、(1) 薄片による角質部断面の偏光顕微鏡観察、(2) 角質部断面の走査型電子顕微鏡観察、(3) X線小角散乱法の3手法により行った。(1)により、クチバシの角質部は外層、中間層、内層の3層に分かれること、また(2)により、外層はさらに微細な薄層の重なりからなること、そして(3)により、層ごとに薄層の傾きが異なることが明らかとなった。
また紫外線蛍光撮影により、古生物のクチバシの復元を試みた。現生鳥類の複数の分類群で頭骨の紫外線照射下撮影を行ったところ、嘴の角質部に覆われる領域は概ね一つの色を呈し、その後端付近において、色の異なる領域との境界が見られた。また、漸新芦屋層群産鳥類化石の下顎標本を同様に撮影したところ、表面に色の異なる領域が確認された。一つの色を呈する領域が必ずしも左右対称でないことから、標本の保存状態等の解釈を要するものの、この調査によって、古生物のクチバシにおける角質部の分布を、紫外線蛍光撮影により検証できる可能性が示唆された。
さらに、CT撮像およびフォトグラメトリによる現生および化石標本の三次元データの収集を行い、角質部とクチバシに伸びる三叉神経の分布に関する調査も開始した。
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| 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
クチバシの角質部の微細構造解析において、偏光顕微鏡を用いクロスニコルで現生鳥類のクチバシの正中断面の薄片観察を行うと、角質部で消光位が異なる三層（外層、中間層、内層）の層構造を確認できた。また、走査型電子顕微鏡下観察においては、外層内に更に微細な層構造があることが確認でき、この層の向きが偏光顕微鏡下観察での消光位と関係することが分かった。さらにX線小角散乱法によって、外層では背腹軸で一定間隔の繰り返し構造があることと、外層と中間層では微細構造が異なることも示された。この結果を令和元年７月の第12回国際脊椎動物形態学会にて報告した。また、本調査の結果をまとめた論文がJournal of Anatomyにて出版された。
紫外線蛍光撮影による角質部の分布調査では、まず現生鳥類の頭骨標本の紫外線蛍光撮影を行った。複数の標本で角質部に覆われる領域は概ね一つの色を呈し、その後端付近において、色の異なる領域との境界が見られた。漸新統芦屋層群より産出した、化石鳥類の下顎標本の紫外線蛍光撮影を行った。撮影の結果、表面に色の異なる領域が確認された。左右外側で色の分布域が異なるため、可視光では確認できない角質部の分布を、紫外線蛍光撮影により調査できる可能性が示唆される。
さらに、現生および化石標本を対象にCT撮像を行い、CTスキャナで撮像できない大きさの化石標本では、フォトグラメトリによる三次元データの収集を行うことで、角質部とクチバシに伸びる三叉神経の分布に関する調査も開始した。三叉神経を調査することにより、クチバシの角質部の分布を間接的に復元できると期待される。
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| 今後の研究の推進方策 |
紫外線蛍光撮影による角質部の分布調査は、鳥類では現生標本と化石標本を比較できる点で、今後も有望であると考えられる。ただ現生カメ類標本はこれまで調査できた数が少なく明瞭な結果も出なかったため、今後撮影を継続し、鳥類と同様の結果を得られるか確認する。クチバシを持っていたと考えられる化石標本に関しても、撮影の許可を頂いたものより紫外線照射下撮影を進め、現生標本と比較しつつ、角質部の分布を検証する予定である。ただ現時点では、紫外線蛍光撮影での色の違いをもたらす要因が明らかとなっていない。今後現生標本を対象に、角質部と骨質部をつなぐ結合組織の分布調査を予定している。
令和元年度より開始したクチバシの領域に伸びる三叉神経の分布調査により、間接的に角質部の分布を復元できることが期待される。まず現生標本での角質部と三叉神経の分布領域の関係を確認し、化石標本での角質部復元を目指す。現時点で、歯とクチバシをともに持つとされる角竜類恐竜のデータを収集しており、まずこれらの解析から進める予定である。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
本研究の経費は主に研究打ち合わせ、博物館施設における標本調査および学会発表のための旅費とさせていただく予定であったが、新型コロナウイルス感染拡大にともない、年度末の出張が大幅に制限された。調査は研究代表者ならびに研究分担者の所属機関にて行得うることを進め、それぞれの出張にかかる旅費が予定より低く抑えられた。
新型コロナウイルスの感染拡大が収まり次第、現生および古脊椎動物の標本調査のために、国内外の博物館施設を訪問する予定である。また、調査の進捗報告および研究方針の調整のため、研究代表者あるいは研究分担者の所属機関にて、研究総括のための打ち合わせを行う。さらに、本課題で得られた成果を国内外の学会にて発表する予定である。以上の目的で、経費を主に旅費として使用させていただく。なお、令和２年度も本研究のためにご提供いただく標本の輸送費にも、経費を充てさせていただく。
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