化石複眼の構造－視覚機能の成熟プロセスの解明：視覚特性の進化多様性

化石复眼的结构 - 阐明视觉功能的成熟过程：视觉特征的进化多样性

基本信息

批准号：
21K03736
负责人：
鈴木雄太郎
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Shizuoka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

初期古生代に高い種多様化を達成した絶滅節足動物・三葉虫類において、複眼視覚特性の観点から多様化の生体生理的な理由を見出すことを目的としている。古生態的に大きく異なる四種を選定し、これらの化石複眼について、高精度のマイクロ形態解析と数理解析によって、視野特性を表す構造的特徴を解析している.解析手法については、複眼の表面形状をスプライン関数によって近似する手法を導入し、検討対象のオルドビス紀三葉虫の４種のうち3種については解析が終了し、残り１種は解析前の準備が完了した。視力（コントラスト感度）の尺度となる空間周波数（CPD）は、遠洋遊泳性種P. galicaでは0.4、礁生の底性種E. laticaudaでは0.37、礁生の底性定住性種S.oviformisにおいても0.4であった．この結果は、特徴的な行動生態パターンが備わった三葉虫種がおしなべて、周囲状況の視認を比較的高いレベルで行っていたことを強く示唆している．一方で、検討対象種における行動生態の異質性は、感度（受光能力）に強く関係する個眼サイズの違いに反映されていることが明らかとなった．個眼数と平均個眼直径の関係は、P. galicaでは2000強：およそ140μm、E. laticaudaでは6000弱：およそ100μm、S.oviformisでは3000前後：およそ50μm弱であり、感度の相違はP. galicaがE. laticaudaの２倍に、S.oviformisはE. laticaudaの1/4倍となる．およそ同等のCPD値ながら、高感度であれば視認効率はより高く、低感度であれば視認効率はより低いため、行動生態的特性に見合った視覚特性となっていることが示された．

目的是找到生物生理学的原因，以灭绝的节肢动物和三叶虫的多样化，从复合眼视觉特征的角度来看，在古生代早期，在古生代早期实现了高物种的多样化。 Four species that are significantly different paleoecologically, have been selected, and structural features that represent visual field characteristics are analyzed for these fossil compound eyes by using high-precision micromorphology and mathematical analysis.As for the analysis method, a method was introduced to approximate the surface shape of the compound eyes using a spline function, and analysis was completed for three of the four species of Ordovician trilobites to be examined, and preparations for the remaining species before分析已经完成。对于上层游泳物种，测量视力（对比度灵敏度）的空间频率（CPD）为0.4，在E. laticauda下方的珊瑚礁为0.37，在卵形s。oviformis下的珊瑚礁为0.4。这一结果强烈表明，具有独特行为生态模式的三叶虫物种能够以相对较高的水平可视化周围环境。另一方面，已经揭示了要检查的物种中行为生态学的异质性反映在单个眼睛大小的差异中，这与灵敏度密切相关（光得多能力）。 The relationship between the number of eye and average eye diameter is just over 2,000 for P. galica: about 140 μm, E. laticauda: about 6,000 for E. laticauda: about 100 μm, and S. oviformis: about 3,000 for S. oviformis: about 50 μm, and the difference in sensitivity is twice that for P. galica: twice that for E. laticauda, and S. oviformis: 1/4 times that for E. laticauda。尽管CPD值大致相等，但如果灵敏度较高，视觉效率较高，并且如果灵敏度较低，视觉效率较低，因此已被证明是与行为生态特征相称的视觉特征。