骨化順序ヘテロクロニーの揺らぎと制約

2018 年度 実績報告書

• 研究領域: 進化の制約と方向性 ～微生物から多細胞生物までを貫く表現型進化原理の解明～
• 研究課題/領域番号: 18H04816
• 研究機関: 武蔵野美術大学
• 研究代表者: 小薮 大輔 武蔵野美術大学, 造形学部, 准教授 (60712510)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2020-03-31
• キーワード: ヘテロクロニー

研究実績の概要

哺乳類79種の幅広い動物種の胎子の全身マイクロCT画像を材料とした分析を行った．なお本研究で使用するマイクロCTは今年度９月までに発表者の研究室に導入することが課題であった．本機を用いて，未分析の胎子標本の撮影を進めるとともに，本課題は羊膜類において全身骨格の骨化順序を記載し，系統樹上にマッピングを行うことで哺乳類における骨化順序の進化史と制約性を明らかにすることを目指した．予定通りマイクロCTを本研究室に設置することができ，入手済胎子標本の高解像度撮像を進めた．これにより79種についての全身骨格の骨化順序の記載を完了し，分析を行った．その結果，全身骨のなかで前肢指骨および後肢指骨，胸椎の進化速度が最も早いことがわかった．一方で，鎖骨および前肢手根骨の進化速度が最も遅く，哺乳類全体においてほとんど変異が認められず極めて保守的であることがわかった．他方，後肢足根骨は全身骨のなかで進化速度は平均的であり，連続相同であるはずの前肢手根骨とは対象的に進化的制約は緩いことがわかった．また，各種の生活史で比較すると，出生直後から自立行動ができる早成動物と未熟なまま生まれる晩成動物とで，四肢動物形成傾向が大きく異なることがわかった．

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

哺乳類全体での進化的制約パターンの検出には成功し，また関連論文も順調に発表にいたっているが，種内すなわちマウスモデルにおけるゆらぎパターンの解析には着手できなかった．

今後の研究の推進方策

哺乳類全体における全身骨の比較解析がほぼ完了したので本年は論文発表に向けて執筆を最優先で進める．加えて，種内変異動態の実験を行い，種内変異と種間変異の相関関係の分析を進める．種内変異動態の実験実行が今後の課題である．種内レベルで骨化順序の変動幅が大きい骨は，種間レベルでも骨化順序の進化速度が大きいのかを検証を進めていきたい．

研究成果

• [雑誌論文] Postcranial heterochrony, modularity, integration and disparity in the prenatal ossification in bats (Chiroptera) (2019)
  • 著者名/発表者名: Lopez-Aguirre Camilo、Hand Suzanne J.、Koyabu Daisuke、Son Nguyen Truong、Wilson Laura A. B.
  • 雑誌名: BMC Evolutionary Biology 巻: 19 ページ: 75
  • DOI: https://doi.org/10.1186/s12862-019-1396-1
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Prenatal allometric trajectories and the developmental basis of postcranial phenotypic diversity in bats (Chiroptera) (2019)
  • 著者名/発表者名: Lopez-Aguirre Camilo、Hand Suzanne J.、Koyabu Daisuke、Son Nguyen Truong、Wilson Laura A. B.
  • 雑誌名: Journal of Experimental Zoology Part B: Molecular and Developmental Evolution 巻: 332 ページ: 36-49
  • DOI: DOI: 10.1002/jez.b.22846
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Non-invasive age estimation by cranial suture closure in Japanese sika deer (Cervus nippon) (2019)
  • 著者名/発表者名: Oh, J.W., Minami, M.,Ikeda, S.,Takatsuki, S., Oonishi, N, Higuchi, N., Okada, A., Kimura, J., Koyabu, D
  • 雑誌名: Mammal Study 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • DOI: DOI: 10.3106/ms2018-0065
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Patterns and Constraints of Craniofacial Variation in Colobine Monkeys: Disentangling the Effects of Phylogeny, Allometry and Diet (2019)
  • 著者名/発表者名: Ledevin Ronan、Koyabu Daisuke
  • 雑誌名: Evolutionary Biology 巻: 46 ページ: 14～34
  • DOI: https://doi.org/10.1007/s11692-019-09469-7
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Biogeographic variation in skull morphology across the Kra Isthmus in dusky leaf monkeys (2018)
  • 著者名/発表者名: Ito Tsuyoshi、Koyabu Daisuke
  • 雑誌名: Journal of Zoological Systematics and Evolutionary Research 巻: 56 ページ: 599～610
  • DOI: DOI: 10.1111/jzs.12229
  • 査読あり
• [雑誌論文] Prenatal cranial bone development of Thomas's horseshoe bat (Rhinolophus thomasi): with special reference to petrosal morphology (2018)
  • 著者名/発表者名: Nojiri Taro、Werneburg Ingmar、Son Nguyen Truong、Tu Vuong Tan、Sasaki Takenori、Maekawa Yu、Koyabu Daisuke
  • 雑誌名: Journal of Morphology 巻: 279 ページ: 809～827
  • DOI: DOI: 10.1002/jmor.20813
  • 査読あり / 国際共著