【研究分野】生態・環境

【研究領域課題番号】16K18615 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

歯 / 摩耗 / マイクロウェア / 三次元形状 / 食性 / 古生態 / ニホンジカ / 遺跡 / 哺乳類 / 恐竜 / 食性推定 / 歯牙異常 / 古環境復元 / リュウキュウジカ / 更新世 / ニホンカモシカ / 大臼歯 / 微細磨耗 / 共焦点顕微鏡 / 化石 / 共焦点レーザー顕微鏡 / 形態 / 房総半島 / 進化

【研究成果の概要】

大型草食哺乳類を対象に、食性・生息環境と歯牙の微細摩耗痕の関係を明らかにするとともに、得られた関係を用いて絶滅種や遺跡出土動物の食性復元に取り組んだ。食性が明らかな現生種（ニホンジカ、ニホンカモシカ、ニホンザル、イノシシ）を対象に分析を行ったところ、反芻類においては、イネ科植物の採食割合が増えるほど、植物中に含まれる珪酸体の影響により、歯の表面には深い傷がより多く形成され、表面の起伏が激しくなることが示された。一方、雑食性の種においては、繊維質な植物の採食で起伏がより平坦になるのに対し、硬い種子などの採食で起伏が激しくなることが明らかとなった。これにより化石種の定量的な食性復元が可能となった。

【研究の社会的意義】

歯の表面に形成される微細な摩耗痕は、古生物学や古人類学において絶滅種の食性の指標として注目されてきた。近年、電子顕微鏡での観察に代わる手法として工学分野で用いられる共焦点顕微鏡を利用することで、微細摩耗痕の3次元形状の定量的な評価が行えるようになった。本研究では絶滅種の定量的な食性復元を目指し、食性がわかっている現生種の標本を多数分析したことで、餌の特性と微細摩耗痕の形状の関連性を明らかにした。この成果は今まで食性がわからなかった絶滅種の生態復元に役に立つのみならず、現生種でも生態観察が難しい希少種の生態解明の一助となることが期待される。

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2017-02-07 - 2022-03-31

【配分額】4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)

【研究分野】層位・古生物学

【研究領域課題番号】17H02977 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

四肢動物類 / 頸部 / 解剖学 / ヘビ類 / 骨格 / エミュー / マイクロCTスキャン撮影 / 爬虫類化石 / 四肢動物 / 胚 / Eusthenopteron / 肉鰭類 / 化石 / 爬虫類 / オオトカゲ類 / 発生 / 解剖 / 進化 / 胚発生 / 古脊椎動物学

【研究成果の概要】

四肢動物の頸部と胴部が、いわゆる魚類における分化していない状態からどのようにして進化してきたかを明らかにするために、古生代以来の化石標本の骨格の観察を行うとともに、現生種のCT スキャン撮影や胚の観察を基にした解剖学的データ収集を行った。器官とそれを支配する神経の退化のタイミングにずれがある可能性など、複雑な進化が示唆された。また、発生学的研究のための新たな爬虫類種としてニホンヤモリが適切である可能性を示した。

【研究の社会的意義】

四肢動物類の分類学的、形態学的多様性のほとんどは絶滅種により示されているため、本研究では、進化学的研究にはそのような古生物学的データと、現在存在する種の生物学的データの両方を考慮する必要があることを示した。また、古生物学的データと比較するための発生学的研究のために、本邦に生息し飼育の比較的易しいニホンヤモリが使用できる可能性を新たに示したことで、爬虫類進化に関する研究の将来性にも貢献した。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2017-04-01 - 2021-03-31

【配分額】17,940千円 (直接経費: 13,800千円、間接経費: 4,140千円)

【研究分野】自然人類学

【研究領域課題番号】16H02757 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

中新世 / 化石霊長類 / 進化 / アフリカ / ナカリピテクス / オナガザル科 / ヒト上科 / 運動適応 / 古人類学 / 化石 / 霊長類 / 人類進化 / 類人猿 / 競合 / 人類学 / 東アフリカ

【研究成果の概要】

1000万年前に形成されたナカリ層（ケニア）の発掘調査を行い、得た化石資料からこの地域に同時期に棲息していた霊長類の多様性、及び環境利用における競合の程度を推定した。ナカリ層からは、人類と現在のアフリカ類人猿の共通祖先に近いと考えられるナカリピテクスが知られているが、他に2種の大小類人猿を発見した。これらの化石と共にオナガザル科の化石が多数得られている。類人猿とオナガザルの歯のエナメル質の酸素と炭素安定同位体分析からは、これらが類似した環境を利用していたことが示され、潜在的な競合関係が示唆された。

【研究の社会的意義】

現在アフリカに生息するゴリラ、チンパンジー属と人類とが、何がきっかけで、異なった進化過程を歩み始めたかは、人類進化における最大の未解決問題の一つである。この問題の解決が遅れている理由は、1200万から700万年前のアフリカの化石資料が著しく乏しいためである。本研究チームが開拓したナカリからは数種の類人猿を含み10種を越えると推定される霊長類が知られている。類人猿とオナガザルは競争を経ることで、互いに異なる方向へ進化を始め、結果的に類人猿・人類系統は追いやられたとする仮説が提唱されているが、これを化石資料から直接的に実証する研究は、本計画が世界で初めてである。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2016-04-01 - 2020-03-31

【配分額】41,340千円 (直接経費: 31,800千円、間接経費: 9,540千円)

【研究分野】地質学

【研究領域課題番号】15H02142 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

堆積物 / オスミウム同位体 / 地球表層環境 / 大規模火成活動 / 隕石衝突 / 大量絶滅 / 化石年代 / 古環境 / 地質境界 / 表層環境 / 堆積岩 / 進化 / 海洋環境変動 / ストロンチウム同位体 / 放散虫 / 有孔虫 / 地球史 / 同位体 / 環境変動 / 層序 / 年代 / 化石 / オスミウム / チャート / 微化石年代 / 海水のOs同位体 / 大規模環境変動 / 環境変動モデリング

【研究成果の概要】

本研究成果により，(1)顕生代の保存状態のよい堆積岩試料の化石による詳細な解析が進み，年代制約が大きく進展した。例えば，国内で新たなジュラ紀-白亜紀境界層の発見に至るなどの成果が得られた。(2)チャート層を1枚ずつ同位体分析することが可能になり，高年代解像度で変動を追うことが可能となった。その成果の1つとして，後期三畳紀の堆積岩のストロンチウム，オスミウム同位体の上昇から，パレオテチス海の収縮に伴う造山運動が環境変動を引き起こすことが明らかになるなど多くの成果が得られた。(3)上記の成果の融合により，大量絶滅や環境変動などを引き起こす原因となったイベントをより確実に示すことが可能となった。

【研究の社会的意義】

オスミウム，ストロンチウムを初めとする多くの同位体測定が微量の試料の分析で可能となり，薄い層の分析によって年代解像度が大きく上がった。それによって，これまで見えなかったものが見えるようになった学術的・社会的意義は大きい。例えば，コロンビアリバー洪水玄武岩が原因と考えられる千数百万年前のオスミウム同位体比の変動を海底掘削コア試料の詳細分析によって明らかにした。同様に，三畳紀末期に起きたと考えられるが，詳細が不明だった炭素循環変動に関して，炭素循環変動が最初の大規模火成活動よりも後に起き，炭素循環変動の根本原因はCAMPと関連していたことが，犬山地域の深海堆積物を用い，初めてデータとして示された。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2015-04-01 - 2019-03-31

【配分額】37,830千円 (直接経費: 29,100千円、間接経費: 8,730千円)

【研究分野】層位・古生物学

【研究領域課題番号】25400499 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

軟体動物 / 進化 / 化石 / 祖先種 / 寒冷化 / 貝類 / 現生種 / バカガイ属 / シオフキ / ニシキウズガイ科 / キサゴ / ダンベイキサゴ / 貝化石 / 最古記録

【研究成果の概要】

日本沿岸海域に分布する軟体動物の現生種（トリガイ, タマキガイ, ダンベイキサゴ, キサゴ）およびそれらの祖先種4系統のペアについて比較した結果，子孫である現生種の化石記録は，（1）更新世ジェラシアンからカラブリアンにかけての寒冷化期に，（2）分布域北縁付近に現れる；（3）子孫種は温帯性であるのに対して，祖先種は亜熱帯性であり，（4）祖先種に比べて大型である；（5）子孫種は祖先種に比べて沿岸寄りに分布する，という傾向が明らかとなった。これらは，現在，日本列島南岸に分布する貝類の一部がこの気候寒冷化期に分布域北縁付近の沿岸域で種分化したことを示唆する。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2013-04-01 - 2016-03-31

【配分額】4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)

【研究分野】自然人類学

【研究領域課題番号】22255006 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

古人類学 / 東アフリカ / ケニア / 中新世 / 化石 / 霊長類 / 古環境 / 大型類人猿 / ヒト上科 / オナガザル科 / 進化

【研究成果の概要】

ナカリ層（980-990万年前）の現地調査を継続し、人類と現生アフリカ類人猿の系統分岐が始まった時代に、霊長類を含むどのような動物群集が存在したかを、その古環境、霊長類生態復元とともに明らかにした。6目30種の哺乳類を記録した。最も豊富な霊長類はマイクロコロブスである。この種は現生最小種に匹敵する小型コロブスであること、森林環境に適応していたことを明らかにした。森林環境の存在は、ほ乳類の歯の炭素安定同位体分析からも支持され、東アフリカではナカリの時代以降、C3環境からC4環境への移行が始まったことを明らかにした。また、ナカリ層は、従来の予想よりも南部へ広域的に広がっていることを明らかにした。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2010-04-01 - 2014-03-31

【配分額】37,830千円 (直接経費: 29,100千円、間接経費: 8,730千円)

【研究分野】人類学

【研究領域課題番号】19770215 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

人類学 / 進化 / 化石 / 大臼歯 / 類人猿 / 機能形態学 / エナメル質

【研究成果の概要】

化石および現生の人類と類人猿の各種について、大臼歯のエナメル質厚さおよび歯冠三次元形状を比較した。中新世の化石類人猿チョローラピテクスの大臼歯には切裂き機能への適応が見られ、現生ゴリラに近い系統的位置づけが示唆された。440万年前の化石人類アルディピテクス・ラミダスの大臼歯には特定の食物への適応が見られず、むしろ祖先的であった。現生種ではチンパンジー属2種に共通して咬合面エナメル質が薄く、完熟果実食との関係が示唆された。

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2007 - 2009

【配分額】4,980千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 780千円)

【研究分野】人類学

【研究領域課題番号】19207019 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

化石 / 進化 / ヒト科 / ヒト上科 / アフリカ / ケニア / エチオピア / ヒト / 中新世 / 鮮新世 / CT / 人類 / 類人猿 / 内部構造 / 人類進化 / 歯牙 / 骨梁

【研究成果の概要】

本研究は、初期人類の進化史研究上、最も重要な調査地である東アフリカのエチオピアとケニアにおいて、国外持ち出しが容易ではない貴重化石資料を小型CTにより精密撮影し、化石類人猿から人類への進化の様相を新しい視点から解明することを目的とした。研究対象は、エチオピアでは、ラミダス猿人、カダバ猿人、チョローラピテクス、ケニアではホモ・ハビリス、ナカリピテクス等の化石人類、類人猿であった。この研究により、化石ヒト科、ヒト上科の顎骨、歯牙内部構造についての新しい情報を論文発表した。また、ラミダス猿人の骨格の三次元的仮想復元も行った。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2007 - 2009

【配分額】37,050千円 (直接経費: 28,500千円、間接経費: 8,550千円)

【研究分野】人類学

【研究領域課題番号】02304013 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

ホミノイド / 2足歩行 / 進化 / 形態 / 生機根 / シミュレ-ション / 化石 / 生機構

【研究成果の概要】

人類の2足歩行の起源、進化の考察は化石資料を始め、現生霊長類の身体移動様式のさまざまな適応比較,現代人身体の2足歩行能の特性を機能態学的,生理学的,生体工学的に解析する,などの多方面の学際的研究の綜合的成果によって始めて可能性がもたらされる。当然その成果をみのらせるためにはそれにりの時日を要するので,限られた2年間での綜合研究の成果のみですべて達成されるものではない。しかし各人のそれぞれの立場から,当初の研究計画をふまえて行われた今回の成果はめざましいものがあり,ここにその要点を記すことにする。まず化石骨格の檢討からみると,石田のケニアにおける調査が数多くのケニアピテクスの資料をしゅう集中で現地博物館で整理されつつある。今回は、尺骨近位部の詳細な檢討から,垂直木登りの適応の可能性を論じ,それが直立2足歩行の前適応として重要であることを指摘した。アウストラロピテクスの骨格構造から馬場は,ヒトの直立2足姿勢への進化について、身体の各部で均等に生じたものではなく,下方から順に変化したものであるとの考察を行った。筋系ではこのテ-マにおいてはさけて通ることの出来ない背筋群について,態倉はヒトとチンパンジ-の背柱起立筋を詳細に比較して身体移動様式との関連を論じている。生体工学的には動作はすべてその消費エルネギ-の最小化にむかうことから,アウストラロピテクス・アフェレンシスを歩かせると,骨盤を前傾し,胸部をそりかえらせる姿勢が最もだ当で,形態学的復原の成果とむじゅんしないと山崎は結論する。エネルギ-最小消費の面からは,現生画表類ではチンパンジ-の2足歩行が最も有効なことを木村が檢討している。現代人では遠藤が2足進立姿勢の安定性の指標を導入し,久保は歩行中の頭の動搖に注目している。歩行制御の脳の適応とその進化については,小脳運動系を中心に類人猿とヒトの比較神経的考察が行われた(俣野)。

【研究種目】総合研究(A)

【研究期間】1990 - 1991

【配分額】13,500千円 (直接経費: 13,500千円)