原始的昆虫系統群の口器の進化－比較発生学的アプローチ－

昆虫類（狭義）の基部分岐に関してはいろいろな仮説が提唱されているが、説得力のあるシナリオは描かれていない。このような背景から、翅の獲得に至っていない原始的な「無翅昆虫類」の5目、そして翅を獲得した有翅昆虫類の顎部形態の厳密な比較を計画、研究分担者ブランケ博士が得意とする比較形態学的アプローチと研究代表者町田の得意とする比較発生学的アプローチを融合することで、説得力のある昆虫類の進化シナリオを構築することを本研究の目的とした。すなわち、ブランケ博士が中心となり、無翅昆虫類のカマアシムシ目、トビムシ目、コムシ目、イシノミ目、シミ目、旧翅類のカゲロウ目とトンボ目、新翅類最原始系統群カワゲラ目の顎部形態を、ドイツDESY、スイスPSI、および日本のSPring-8のシンクロトロンを用い、膨大なSR-microCT断層像データを得た。一方、町田が中心となって、各群の卵を得て、顎部形態形成を、筋付着点としての頭蓋、外胚葉陥入内骨格、筋肉系に注目し、比較発生学的に検討した。両者の比較形態、比較発生学的データを総合的に議論、整合性のある進化シナリオを構築することを目指した。この結果、昆虫類の基部分岐は「欠尾類（＝カマアシムシ目+トビムシ目）+有尾類【＝コムシ目＋外顎類｛＝イシノミ目+双関節丘類（＝シミ目+有翅昆虫類）｝】」と理解された。また、従来の理解と異なり、１）イシノミ目ですでに双関節丘型大顎が獲得されていること、２）昆虫類の大顎は従来の理解と異なり、イシノミ目型ではなく、内顎類（カマアシムシ目、トビムシ目、コムシ目）に見られるような内顎類型であることが明らかになった。

昆虫類（狭義）の基部分岐に関してはいろいろな仮説が提唱されているが、説得力のあるシナリオは描かれていない。このような背景から、翅の獲得に至っていない原始的な「無翅昆虫類」の5目、そして翅を獲得した有翅昆虫類の顎部形態の厳密な比較を計画、研究分担者ブランケ博士が得意とする比較形態学的アプローチと研究代表者町田の得意とする比較発生学的アプローチを融合することで、説得力のある昆虫類の進化シナリオを構築することを本研究の目的とした。すなわち、ブランケ博士が中心となり、無翅昆虫類のカマアシムシ目、トビムシ目、コムシ目、イシノミ目、シミ目、旧翅類のカゲロウ目とトンボ目、新翅類最原始系統群カワゲラ目の顎部形態を、ドイツDESY、スイスPSI、および日本のSPring-8のシンクロトロンを用い、膨大なSR-microCT断層像データを得た。一方、町田が中心となって、各群の卵を得て、顎部形態形成を、筋付着点としての頭蓋、外胚葉陥入内骨格、筋肉系に注目し、比較発生学的に検討した。両者の比較形態、比較発生学的データを総合的に議論、整合性のある進化シナリオを構築することを目指した。この結果、昆虫類の基部分岐は「欠尾類（＝カマアシムシ目+トビムシ目）+有尾類【＝コムシ目＋外顎類｛＝イシノミ目+双関節丘類（＝シミ目+有翅昆虫類）｝】」と理解された。また、従来の理解と異なり、１）イシノミ目ですでに双関節丘型大顎が獲得されていること、２）昆虫類の大顎は従来の理解と異なり、イシノミ目型ではなく、内顎類（カマアシムシ目、トビムシ目、コムシ目）に見られるような内顎類型であることが明らかになった。