獣脚類を中心とした二足歩行性の主竜類における足の接地・把握機能の進化過程の解明

阐明双足祖龙（主要是兽脚亚目）足部接地和抓握功能的进化过程

基本信息

批准号：
14J11336
负责人：
服部創紀
金额：
$ 1.28万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2014
资助国家：
日本
起止时间：
2014-04-25 至 2016-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

前年度は現生主竜類（鳥類・ワニ類）を解剖したが、本年度はそれらに最も近縁な外群である爬虫類（カメ類・トカゲ類）を観察し比較した。その結果、とくに筋の両端がどちらも足部内で付着しているような筋を新たに細分したことで、ワニ類で知られていた詳細な足部筋の分類と、ほぼ全て対応づけることができた。さらに、それらの大半について骨格上の付着痕を確認することができた。これらの結果から、ワニ類が主竜類の祖先に近い状態を保持している一方で、鳥類は数・形態の上で他の爬虫類と大きく異なっており、主竜類の共通祖先から鳥に至るまでに顕著な変化が起こったと推定された。化石主竜類に関して、昨年度は国内外で、主に主竜類および恐竜類の基盤的な分類群について調査したが、本年度は国外において、より派生的な恐竜類を中心に調査した。その結果、これまで観察してきたものを含めて、多くの筋痕が残されていることが明らかになった。各筋痕の出現や欠失のタイミングを系統樹上で明らかにすることで、足部の筋が進化史上いつ、どのように変化したかを推測できる。これに適した祖先形質復元解析を行うために、各形質の状態を数字で表すコーディングという作業を行い、データマトリクスを作成した。また、複数の先行研究の成果から解析に用いる系統樹の形を設定し、各クレードの初出年代から枝の長さを設定した。その結果、足部の筋の変化は特定の時点で急激に起こったのではなく、鳥に至る系統の中で徐々に進んでいったことが判明した。特に、足部の筋が減少し、その機能を脛腓骨や大腿骨から起始する筋が代替していく傾向が見られ、後肢の末端を軽量化し歩行や走行を効率化するよう、時間をかけて変化していたことが判明した。鳥類に至る系統では体の他の部位（股関節や尾など）でも運動機能に関わる様々な変化が起こっていたが、足部はそうした変化に影響は受けず、独自に変化していったことが判明した。

去年，我们解剖了现代主龙（鸟类和鳄鱼），但今年我们观察并比较了它们最密切相关的外群，爬行动物（海龟和蜥蜴）。结果，通过重新细分肌肉两端附着在脚内的肌肉，可以将几乎所有肌肉与鳄鱼已知的脚部肌肉的详细分类相关联。此外，我们还确认了大多数骨骼上的附着痕迹。这些结果表明，虽然鳄鱼保持着接近祖龙祖先的状态，但鸟类在数量和形态上与其他爬行动物有很大不同，并且鸟类是从祖龙的共同祖先进化而来的，推测发生了显着的变化。关于古龙化石，去年我们主要调查国内外的古龙和恐龙的基本分类类群，今年我们主要调查海外更多的衍生恐龙。结果，很明显，许多条纹仍然存在，包括迄今为止观察到的那些。通过阐明系统发育树上每条肌肉痕迹出现和删除的时间，可以推断足部肌肉在进化史上何时以及如何变化。为了执行适合此目的的祖先特征恢复分析，我们通过使用数字对每个特征的状态进行编码来创建数据矩阵。此外，分析中使用的系统发育树的形状是根据多项先前研究的结果确定的，分支的长度是根据每个进化枝首次出现的日期确定的。结果表明，足部肌肉的变化并不是在某个特定时间点突然发生的，而是在整个鸟类谱系中逐渐发生的。特别是足部的肌肉有减少的趋势，其功能被源自胫骨、腓骨和股骨的肌肉所取代。事实证明，随着时间的推移，情况发生了变化。在导致鸟类的谱系中，身体的其他部位（例如髋关节和尾巴）发生了与运动功能相关的各种变化，但事实证明，脚并没有受到这些变化的影响，而是独立变化的。