化石証拠に基づく「光スイッチ説」の検証

2014 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 24540501
• 研究機関: 熊本大学
• 研究代表者: 田中 源吾 熊本大学, 沿岸域環境科学教育研究センター, 特別研究員 (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): 2012-04-01 – 2015-03-31
• キーワード: カンブリア紀 / 眼の化石 / 光スイッチ / 国際情報交換 / 中国 / アメリカ / イギリス

研究実績の概要

最終年度は研究代表者が，チェンジャン動物群の眼の異質性（門レベルでの多様性）について研究成果をレヴューし，化石記録に主軸を置いた光スイッチ説の検証をおこなった．チェンジャン動物群の化石を最も多く収蔵している雲南大学での標本調査から，カンブリア紀前期には，すでに様々なかたち・機能に特化した眼が地球上に存在していたことが明らかになった．これらの成果は2014年夏の古生物学会，九州三学会で講演したほか，大学の学部向け授業や全国大学公開臨海実習でも講演した．節足動物化石については，眼につながる脳と，はしご型神経系をＣＴスキャン装置を用いて，世界で初めて発見し，2013年にNatureにて公表した．カンブリア紀前期の脊椎動物では，残念ながら，眼の細部が保存されていないこともあり，詳細な眼の復元には至らなかった．しかしながら，古生代（３億年前）の絶滅魚類の化石において，眼の部分に，主として明暗を感受する桿体細胞のほか，色を感受する錐体細胞等の視細胞を発見した．さらに世界最古のユーメラニンを検出した．網膜内のユーメラニンの存在は，魚類において，明順応時には隣接する視細胞の間に壁をつくるように上昇し，１つの視細胞に光が多く当たるのを防ぎ，暗順応時には基部に移動し，１つの視細胞になるべく多くの光が当たるように機能する．このように，３億年前の魚に色覚があり，明・暗順応していたことが化石証拠によって明らかになった．この発見は脊椎動物における世界初の網膜細胞化石の発見であり，今後様々な化石節足動物に適用できるものと考えられる．これらの一連の成果は，科学雑誌にも取り上げられ，また2015年にはテレビや博物館を通じて，上記のカンブリア紀の研究成果や絶滅魚類の視覚に関する成果が，広く公表される予定である．

研究成果

• [雑誌論文] Lower Triassic mixed carbonate and siliciclastic setting with Smithian–Spathian anoxic to dysoxic facies, An Chau basin, northeastern Vietnam (2014)
  • 著者名/発表者名: Toshifumi Komatsu, Hajime Naruse, Yasunari Shigeta, Reishi Takashima, Takumi Maekawa, Huyen Dang, Tien Dinh, Phong Nguyen, Hung Nguyen, Gengo Tanaka and Masatoshi Sone
  • 雑誌名: Sedimentery Geology 巻: 300 ページ: 28～48
  • DOI: 10.1016/j.sedgeo.2013.10.009
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Exceptionally preserved 450 million-year-old Ordovician ostracods with brood care (2014)
  • 著者名/発表者名: David Siveter, Gengo Tanaka, Úna Farrell, Markus Martin, Derek Siveter and Derek Briggs
  • 雑誌名: Current Biology 巻: 24 ページ: 1～6
  • DOI: 10.1016/j.cub.2014.02.040
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Mineralized rods and cones suggest colour vision in a 300 Myr-old fossil fish (2014)
  • 著者名/発表者名: Gengo Tanaka, Andrew Parker, Yoshikazu Hasegawa, David Siveter, Ryoichi Yamamoto, Kiyoshi Miyashita, Yuichi Takahashi, Shosuke Ito, Kazumasa Wakamatsu, Takao Mukuda, Marie Matsuura, Ko Tomikawa, Masumi Furutani, Kayo Suzuki and Haruyoshi Maeda
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 5 ページ: 5920
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 北部ベトナムに分布するナンパンジャン海盆南部の下部三畳系 (2014)
  • 著者名/発表者名: 小松俊文・前川 匠・重田康成・高橋 修・田中源吾・Dang Huyen
  • 雑誌名: 化石 巻: 96号 ページ: 1～2
  • 査読あり
• [雑誌論文] Introduction of Olenekian (Early Triassic) stratigraphy and fossil assemblages in northern Vietnam (2014)
  • 著者名/発表者名: Yasunari Shigeta, Toshifumi Komatsu, Huyen Tran Dang, Takumi Maekawa, Osamu Takahashi, Gengo Tanaka and Yukiyasu Tsutsumi
  • 雑誌名: National Museum of Nature and Science Monographs 巻: 45号 ページ: 1～3
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Ostracods of Olenekian (Early Triassic) stratigraphy and fossil assemblages in northern Vietnam (2014)
  • 著者名/発表者名: Gengo Tanaka, Toshifumi Komatsu and Takumi Maekawa
  • 雑誌名: National Museum of Nature and Science Monographs 巻: 45号 ページ: 271～278
  • 査読あり
• [学会発表] 平潟湾における縄文海進と地形環境の変遷について（予報） (2015)
  • 著者名/発表者名: 松島義章・田中源吾
  • 学会等名: 文部科学省私立大学戦略的研究基盤形成支援事業「ヒト－資源環境系の歴史的変遷に基づく先史人類誌の構築」
  • 発表場所: 明治大学（東京）
  • 年月日: 2015-03-15 – 2015-03-15
  • 招待講演
• [学会発表] 有明海のナメクジウオ生息地に分布する介形虫群 (2015)
  • 著者名/発表者名: 田中源吾・逸見泰久・島﨑英行
  • 学会等名: 日本古生物学会
  • 発表場所: 豊橋市立自然史博物館（豊橋市）
  • 年月日: 2015-01-31 – 2015-01-31
• [学会発表] 光学的古生物学―視覚器官から紐解く古生物の生態― (2014)
  • 著者名/発表者名: 田中源吾
  • 学会等名: 日本動物学会・九州沖縄植物学会・日本生態学会合同熊本例会
  • 発表場所: 熊本大学（熊本市）
  • 年月日: 2014-11-22 – 2014-11-22
  • 招待講演
• [学会発表] 介形虫類を中心とした節足動物の機能形態学的研究 (2014)
  • 著者名/発表者名: 田中源吾
  • 学会等名: 日本古生物学会
  • 発表場所: f九州大学総合研究博物館（福岡市）
  • 年月日: 2014-06-28 – 2014-06-28
  • 招待講演
• [学会発表] 熊本県上天草市の弥勒層群より産出した介形虫化石 (2014)
  • 著者名/発表者名: 田中源吾・小松俊文・鵜飼宏明・廣瀬浩司・長谷義隆・河野重範・逸見泰久
  • 学会等名: 日本古生物学会
  • 発表場所: f九州大学総合研究博物館（福岡市）
  • 年月日: 2014-06-28 – 2014-06-28
• [備考] 恐竜はどんな世界を見ていたのか? 3億年前の絶滅魚類に錐体細胞の化石を発見
  • URL: http://www.kumamoto-u.ac.jp/whatsnew/sizen/20141224