【研究分野】自然人類学

【研究領域課題番号】17K07585 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

分娩 / 人類進化 / 成長 / 霊長類 / 進化 / 児頭骨盤不均衡 / 肩甲難産 / 人類学 / 解剖学

【研究成果の概要】

直立二足歩行へ適応した結果、人類の骨盤では産道が狭隘になった。大脳化は周産期胎児に大型化した頭部をもたらし、その結果、難産が発生した。しかし、ヒトの分娩において肩幅も産道との釣り合いが問題になる。肩甲難産は頭部が母体から出たが、肩が産道にとどまる状態を指し、母子の生命にも関わる。しかしながら、ヒトの肩幅が誕生の前と後、どのような成長様式を示すのかは知られていなかった。本研究は、ヒト肩幅の成長は上腕骨、大腿骨の成長に比べ独特であり、マカク、チンパンジーに見られない成長遅滞があることを初めて示し、人類の分娩の進化において肩甲難産が児頭骨盤不均衡以前に発生した可能性を示唆した。

【研究の社会的意義】

本研究はヒト肩幅の成長が他の霊長類に比べ遅れることを初めて示した。これまで人類の分娩の進化研究においては、頭部サイズが難産の主要因として分析されてきた。この研究成果は、人類の分娩適応において、大脳化以前に肩甲難産があったことを示唆する重要な発見であり、今後の分娩進化研究に大きな影響を与えると予想される。分娩は今日の人間社会における大きな関心事の一つでもあり、基礎科学の重要性を社会に示す点でも、本研究は大きな意義を持つ。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2017-04-01 - 2020-03-31

【配分額】5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)

【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】生物多様性・分類

【研究領域課題番号】19570078 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

多様性 / 霊長類 / 解剖学 / 進化

【研究成果の概要】

チンパンジー、ゴリラ、オランウータン、ニホンザル、これら4種の霊長類と4種のクマ科動物、ジャイアントパンダ、マレーグマ、ホッキョクグマ、ヒグマの後肢の可動性を、CTスキャナーを用いて非破壊的に観察した。その結果、4種の霊長類とジャイアントパンダ、マレーグマの2種のクマ科動物において、足根骨の回転とスライドによる足の顕著な回外が確認された。さらに、霊長類において、第一趾の屈曲に伴う第一中足骨の内転が4種の霊長類全てに確認され、オランウータン、ゴリラ、ニホンザル、チンパンジーの順でその可動域は大きかった。また、ゴリラやチンパンジーでは第一中足骨は足の背腹平面で内転しており、上下斜め方向に可動面を持つ他の2種の霊長類とは可動様式が異なっていた。足根骨の回転とスライドによる足の回外は、木登りに対する形態学的適応と考えられる。また、第一中足骨の足の背腹平面で内転は地上性適応の一環と考えられる。さらに、その可動性がチンパンジーで小さかったことから、チンパンジーがより地上性適応しているものと推測される。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2007 - 2008

【配分額】4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)

【研究分野】人類学

【研究領域課題番号】19370101 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

成長 / 形態形成 / 解剖学 / 進化 / 頭蓋 / 身体プロポーション / 骨梁 / 人類学

【研究成果の概要】

本研究では,ニホンザル胎児標本の骨格構造を,CTを用いて非破壊的に観察し,その3次元成長パターンを定量的に分析した.具体的には,頭蓋骨,四肢骨のプロポーション,および踵骨の骨梁構造の成長変化の分析を行い,ニホンザル二亜種の間に認められている頭蓋の形態変異の発生機序など,ニホンザル骨格系の形態的特徴の形成メカニズムを明らにした.こうして得られたニホンザル胎児期の詳細な成長軌跡は,霊長類骨格系の形作りのメカニズムを探る上で重要な基礎データとなる.

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2007 - 2009

【配分額】13,195千円 (直接経費: 10,150千円、間接経費: 3,045千円)

【研究分野】基礎獣医学・基礎畜産学

【研究領域課題番号】18405036 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

野生動物 / 反芻動物 / 系統進化 / 種の保全 / 形態学 / 生態学 / 国際学術交流 / 国際研究者交流 / 動物 / 進化 / 解剖学

【研究成果の概要】

マメジカは反芻動物の中で進化の早い時期に分かれ、その後大きな変化を経ず現代まで生きのびたため、反芻動物の原始的な特性を残すとされている。反芻動物であるにもかかわらず、非反芻動物さらには非偶蹄動物の特徴をも示す。他の偶蹄類との比較検討を加えマメジカの生理生態学的な特性を明らかにした。
1.偶蹄類の脳への血液供給は怪網と呼ばれる特殊な動脈系を介して行われる。マメジカでは内頚動脈が発達し怪網を欠損することを明らかにしたが、他の反芻動物では内頚動脈が残存するものと欠落するものがある。マメジカでの怪網の欠損が進化の過程において、派生的なものか原始的なものかについては解明に至っていない。
2.マメジカの胎盤は反芻類に特有な叢毛胎盤(多発性胎盤)ではなく汎毛胎盤(散在性胎盤)である。組織レベルでの母子間の関係は反芻類と同じく結合組織絨毛胎盤であるが、反芻類に特有な二核細胞がつくる合胞体がマメジカでは一過性で、真獣類での基本的な内皮絨毛胎盤や血絨毛胎盤から結合組織絨毛胎盤へ進化する過渡的な段階と考えられる。
3.大型のシカ類との比較から、マメジカの後肢の筋では大腿や下腿の近位では外側に、遠位では頭側に集中し、反芻動物の大型化や走行向きに特化する前の跳躍に適する特性を示すものであった。
4.反芻動物のパイエル板は空腸パイエル板と回腸パイエル板は機能的に異なる。マメジカも空腸と回腸のパイエル板が識別され、組織学的構造が他の反芻動物に類似することから、機能的にB細胞の発生分化する一次リンパ器官としての回腸パイエル板と二次リンパ器官である空腸パイエル板に分かれることが推測された。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2006 - 2008

【配分額】13,380千円 (直接経費: 11,700千円、間接経費: 1,680千円)

【研究分野】生物多様性・分類

【研究領域課題番号】18770066 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

進化 / 生態学 / 分類学 / 解剖学 / 進化生態学 / 適応放散 / 両側回遊 / 海底洞窟 / 分子系統 / アマオブネ

【研究成果の概要】

コハクカノコ科の貝類が、1)海底の洞窟から、2)様々な地下水環境を経て、2)地上の淡水河川へ進出したユニークな分類群であるという仮説のもと、同科貝類の自然史解明と系統解析を行った。その結果、暗所から明所という放散過程が確認された一方、地下水を経た地表進出という単純なモデルは否定された。この放散過程には、幼生期の極めて高い分散能力が大きな役割を果たしている可能性が高い。なお研究成果は3つの国際学術誌に掲載された。

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2006 - 2008

【配分額】3,900千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 300千円)

【研究分野】層位・古生物学

【研究領域課題番号】07304042 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

無脊椎動物 / 遺存種 / 進化 / 分子生物学 / 発生学 / 解剖学 / 分類学 / 古生物学

【研究成果の概要】

1.生態学・分類学的研究
加瀬・速水・花井・田吹・森は南太平洋全域の海底洞窟において原始的体制を持つ無脊椎動物群の存在を認めるとともに、それらの分類学的概要、生態分布、生活史などに関する調査研究を行った。予察的ながら、多くの遺存種は餌の少ない海底洞窟生活に適応した特殊な生態・生活史を持つ類が多いことが判明した。
2.発生学的研究
棚部は鳥羽水族館の内山公夫氏の協力を得て、原始的頭足類オウムガイ類の胚殻構造の形成過程を調べた結果、発生初期に有機質でできた楕円形の殻を形成することが判明した。その殻は軟体動物貝殻亜門の基幹分類群とされる単板類の殻に酷似することから、頭足類は単板類型の祖先から進化した可能性が示唆された。
3.分子系統学的研究
1)遠藤および上島は「生きている化石」を多く含む触手冠動物の高次の系統上の位置を明らかにする目的で、ミトコンドリアDNA(mtDNA)の遺伝子配列の比較および,ペプチド鎖伸長因子(EF-1a)のアミノ酸配列の比較を行った。その結果触手冠動物は後口動物より前口動物に近縁であることがほぼ確かとなった。
2)千葉は古生代から現在までほとんど形を変えずに存続している「生きた化石」カブトエビ属全4種中3種のミトコンドリアDNA、16SrRNAとCOI遺伝子の塩基配列(部分配列)を決定し、地域集団や種間の系統関係を推定した。その結果、形態の極端な安定性と遺伝的多様性は独立であり、この部類は遺伝的、あるいは集団としては他の生物と同様の分化を遂げていることが示唆された。
4.理論的研究
環境の不安定性が多型をもたらすことが理論的に指摘されているが、千葉は量的遺伝学にもとづいて長期の表現型の進化パターンを表現する数理モデルを構成し、生きている化石と呼ばれるような長期の形態の安定が、長期にわたり極端に安定な環境と、長期にわたり極端に不安定な環境のいずれかで出現することを示した。このモデルにより、体サイズの大型化(Copeの法則)、大量絶滅直後の小型化、加速度的な進化などのパターンを記述することができた。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】1995 - 1996

【配分額】8,800千円 (直接経費: 8,800千円)