視覚イメージの復元に基づく三葉虫類の適応放散様式の解明

基于视觉图像重建阐明三叶虫自适应辐射模式

• 批准号: 13J06231
• 负责人: 大野 悟志
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Shizuoka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2013
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2013-04-01 至 2015-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13J06231/
• 关键词: 三葉虫; 複眼; 視覚特性; 節足動物; 多様性

本研究は，複眼視覚と行動の関係性に基づいて，絶滅動物三葉虫類の適応放散様式を解き明かすことを目的としている．三葉虫類は，古生代に多様な形態バリエーションを獲得し，様々な海洋環境へ進出した節足動物である．中でも，コリネクソカス目に属する三葉虫種は，明確な体区分の分化が認められ，各体区分での機能的な特殊化がうかがえる．当該年度は，コリネクソカス目に属する三葉虫種エオブロンテウスを研究対象とした．本種は，極めて扁平な外骨格とうちわ状の大きな尾部をもつ．複眼は，片眼で水平方向300°を超える視野範囲を持ち，左右の複眼の視野範囲が重複する両眼視領域が生じている．複眼形態と，その独特の骨格形態の関係性を明らかにするために，視野前方，及び側方の視軸分布様式と，体サイズの異なる3個体の複眼形態の変化様式を検討した．複眼を構成する個眼の視軸の分布様式を計測した結果，視覚解像度の分布様式が視野前方と側方で大きく異なり，前方では仰角20°領域，側方では水平0°領域に解像度の高い領域が分布していた．つまり，本種は扁平な外骨格により海底面に極めて近い視点から水平線を高い解像度で見ており，前方領域では左右の複眼で仰角20°付近を高い解像度で両眼視していたこととなる．サイズの異なる複眼の微細形態を比較した結果，個眼の配列様式や形状に大きな変化はなかった．しかしながら，レンズサイズは背側領域を除き，直径120μmで抑制される傾向が観察された．これは，本種の複眼が成長を通して外界の光環境との整合性を図っていた可能性を示す重要な結果である．当該年度の研究によって，派生的な外骨格形態をもつ三葉虫種に高度な視覚が備わっていた可能性が示された．初年度に研究対象とした形態の異なる近縁種ステノパレイアや祖先種と視覚特性，骨格形態を比較検討することで，三葉虫種の適応放散様式の理解を深めることができると期待できる．

本研究的目的是基于复眼视觉与行为之间的关系来阐明已灭绝三叶虫的适应性辐射模式。三叶虫是节肢动物，在古生代时期获得了多种形态变异，并扩展到各种海洋环境中。其中，属于Corynexochales目的三叶虫物种具有明显分化的身体分裂，表明每个身体分裂的功能专门化。今年的研究对象是三叶虫Eobronteus，属于Corynexochales目。该物种具有极其平坦的外骨骼和大扇形尾巴。复眼每只眼睛在水平方向上的视野超过300°，并且在左右复眼的视野重叠的地方出现双眼视觉区域。为了阐明复眼形态与其独特的骨骼形态之间的关系，我们研究了三个不同体型个体的视轴在前视野和侧视野的分布以及复眼形态的变化。通过测量构成复眼的小眼的视轴分布，我们发现视野的正面和侧面的视觉分辨率分布存在显着差异，在20°仰角区域具有高分辨率正面为0°水平区域，侧面为0°水平区域。换句话说，该物种利用其平坦的外骨骼，从极其接近海底的视点以高分辨率观看地平线，并且在前方区域，它可以用左右两侧以约20°的仰角进行双目观察。高分辨率的复眼。比较不同大小复眼的微形态，发现小眼的排列或形状没有重大变化。然而，除背侧区域外，晶状体尺寸往往被抑制在直径 120 μm 处。这是一个重要的结果，表明该物种的复眼可能在整个生长过程中一直在努力匹配外部光环境。那年的研究表明，具有衍生外骨骼形式的三叶虫物种可能具有先进的视力。通过与第一年研究对象的近缘物种Stenopareia和具有不同形态的祖先物种的视觉特征和骨骼形态进行比较，预计我们将能够加深对三叶虫物种适应性辐射模式的理解。

项目成果

大野悟志・鈴木雄太郎，ランドルト環状の三葉虫複眼の成長様式：視野イメージの恒常化の仕組み

Satoshi Ohno，Yutaro Suzuki，Landolt环形三叶虫复眼的生长模式：视野图像恒定机制

• 发表时间: 2014
• 作者: 大野悟志;鈴木雄太郎
• 通讯作者: 鈴木雄太郎