霊長類の大臼歯の咬耗による形態変化と採食効率の関係

灵长类动物磨牙磨损引起的形态变化与摄食效率的关系

• 批准号: 00J02500
• 负责人: 清水 大輔
• 金额: $ 1.73万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-00J02500/
• 关键词: 食性; エナメル小柱; エナメル質; 有限要素法; 歯の力学特性; 歯の機能

霊長類の大臼歯を対象に、形態的特徴と咬耗に伴う形態変化の特徴から、食性、採食効率との関係を解明する。更に化石種の大臼歯を用い、形態的特徴、及び咬耗に伴う形態変化の特徴から化石種の食性を復元することを目指す。平成12年度には、咬耗に伴う形態変化の特徴が霊長類の種によって異なることが示され、13年度は、歯のエナメル質の微細構造が種によって異なることを明らかにした。エナメルプリズムの長軸の方向と歯の表面、もしくは咬合面のなす角度が種間で異なる。14年度は、咀嚼時にエナメル質内部に起こる力学的挙動をシミュレーションした。有限要素モデルは一辺が50ミクロンの立方体(エナメル質)と半径が100ミクロンの球(食物)からなり、食物片はエナメル質のブロックの一面と接する。shearingもしくはgrindingのシミュレーションを行うため、一定の摩擦係数(0.1から0.7まで0.1刻みの7モデルを作成)を与えられ舌側から頬側に向かってスライドするようにモデルを作成した。食物片の物性値はヤング率7.8GPa、ポワソン比0.3とした。エナメル質の物性値はヤング率103GPa(Ez)、32.1GPa(Ex, Ey)、横弾性係数31.0GPa(Gzx, Gyz)、13.6GPa(Gxy)、ポワソン比0.3(Nzx)、0.2(Nxy)、0.1(Nyz)とした。咬耗小面とエナメルプリズムのなす角度が異なる7つのモデルを作成した。その結果、応力集中のパタンはエナメルプリズムと咬耗小面のなす角度に依存して、角度が大きい場合に応力が集中する。また、摩擦係数とエナメルプリズムの向きで応力の最大値が決定される。先行研究によると、エナメル質の摩擦係数は咀嚼する食物に依存し、果実や肉では摩擦係数はほぼ0.1から0.7までの範囲に収まる。歯が壊れないようにするという観点から考えると、エナメルプリズムの向きと食物の摩擦係数は密接にかかわっていることが示唆された。化石類人猿Nacholapithecusの食性については咬耗の進行の様子からも果実もしくはナッツを主に食べていたことが推測される。

霊 long class の big mortar 歯 を like に, shape of seaborne 徴 と bite に consumption with the omens の う form - 徴 か ら, feeding, feeding rate of unseen と の masato is を interpret す る. More fossils に の big mortar 歯 徴, and, in the form of を い, び bite に consumption with the omens の う form - 徴 か ら fossil species の diets を recovery す る こ と を refers す. Pp.47-53 12 に は, biting に consumption with the omens の う form - 徴 が 霊 long class の に よ っ て different な る こ と が shown さ れ, 13 annual は, 歯 の エ ナ メ ル qualitative の fine-structure が kind に よ っ て different な る こ と を Ming ら か に し た. Youdaoplaceholder0 プリズム プリズム the direction of the long axis <e:1> of the <s:1> is と歯, the surface of the と歯, the occlusal surface of the <s:1> is く, the なす Angle of the が interspecies で is different なる. In 2014, にエナメ and during chewing, the internal に of the にエナメ substance undergoes <s:1> mechanical 挙 movement をシ ュレ ュレ ショ ショ <s:1> た. Finite element モ デ ル は a 辺 が 50 ミ ク ロ ン の cube (エ ナ メ ル qualitative) が と radius 100 ミ ク ロ ン の ball (food) か ら な り, food は エ ナ メ ル qualitative の ブ ロ ッ ク の side と meet す る. Shearing of も し く は grinding の シ ミ ュ レ ー シ ョ ン を line う た め, certain の friction coefficient (0.1 か ら 0.7 ま で 0.1 hour み の 7 モ デ ル を made を and え ら れ lingual か ら 頬 side に to か っ て ス ラ イ ド す る よ う に モ デ ル を made し た. The physical property values of food slices are ヤ グ グ of 7.8GPa and ポワソ of 0.3と た. エ ナ メ ル qualitative の property numerical は ヤ ン グ rate 103 GPa (Ez), 32.1 GPa (Ex, Ey), horizontal 弾 coefficient 31.0 GPa (Gzx, Gyz), 13.6 GPa (Gxy), ポ ワ ソ ン than 0.3 (Nzx), 0.2 (Nxy), 0.1 (Nyz) と し た. The small surface of the bite is とエナメ, プリズム, なす, なす, and the Angle is が different, なる, 7, を, モデ, を and を are made into た た. そ の results, 応 force concentrated の パ タ ン は エ ナ メ ル プ リ ズ ム と bit small consumption の な に す Angle dependent し て, large Angle が き い occasions に 応 force が concentrated す る. The また and the coefficient of friction とエナメ とエナメ プリズム プリズム プリズム <s:1> また are determined by the maximum value of the また で応 force <e:1> が. Leading research に よ る と, エ ナ メ ル qualitative の は friction coefficient to chew す に dependent し る food, fruit be や meat で は friction coefficient は ほ ぼ 0.1 か ら 0.7 ま で の van 囲 に 収 ま る. 歯 が 壊 れ な い よ う に す る と い う 観 point か ら exam え る と, エ ナ メ ル プ リ ズ ム の to き と の は friction coefficient food contact に か か わ っ て い る こ と が in stopping さ れ た. Fossil great apes Nacholapithecus の diets に つ い て は bite の consumption for の others child か ら も fruit be も し く は ナ ッ ツ を main feed に べ て い た こ と が speculation さ れ る.

项目成果

Shimizu Daisuke, et al.: "The four chimpanzee skulls collected in the Mahale Mountains, Tanzania"Anthropological Science. 110(3). 251-266 (2002)

清水大辅等人：“在坦桑尼亚马哈勒山脉收集的四个黑猩猩头骨”人类学。

清水大輔: "アカコロブスの下顎大臼歯における咬耗と機能について"人類学と霊長類学の進展開(石田英實、中務真人、荻原直道編). 213-220 (2002)

清水大辅：“论红疣猴下颌磨牙的磨损和功能”人类学和灵长类动物学进展（石田秀美、中冢正人和荻原直道编辑）213-220（2002）。

Shimizu Daisuke: "Functional implications of enamel thickness in the lower molars of red colobus (Procolobus badius) and Japanese macaque (Macaca fuscata)"Journal of Human Evolution. 43. 605-620 (2002)

清水大辅：“红疣猴（Procolobus badius）和日本猕猴（Macaca fuscata）下臼齿牙釉质厚度的功能意义”人类进化杂志。