パレオ・バイオメカニクスから読み解く腕足動物の形態進化と多様性

从古生物力学了解腕足动物的形态进化和多样性

• 批准号: 22K03795
• 负责人: 椎野 勇太
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Niigata University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K03795/
• 关键词: 古生物; 形態; 適応; 進化; バイオメカニクス; 機能形態学; 流体

オルドビス紀の生物大放散事変で多様化を遂げた腕足動物の進化多様性を濾過摂食能力の点から理解するために，ゾワビエラ類とプラチストロフィア類を用いてそれぞれ形態解析および流体解析を実施した．ゾワビエラ類を用いた形態解析では，フォトグラメトリーによって復元した3Dモデルを用いて，触手冠の付着していたリッジ状構造の成長様式を検討した．また，プラチストロフィア類を用いた流体解析では，CFDシミュレーションによって，殻まわりに発生する流れ場を復元し，形質の機能性を評価した．スウェーデンから産出するシルル紀ゾワビエラ類Eoplectodontaを対象とした3D形態解析の結果，殻の外形から得られる殻長と体積は等成長である一方で，殻長・体積に対する殻幅は劣勢長であることがわかった．これは，本種は縦長の概形となるよう成長していることを意味する．また，背殻の内面に残されたリッジ状構造の長さ，推定される触手冠の長さは，殻長・体積に対して優成長となっており，狭空間にて効率的に多くの触手を配列するよう成長していたことがわかった．これまでの研究によって，プラチストロフィア類の備えたジグザグ縫合線は，殻の内側で発生する受動的な濾過摂食水流を弱化させる機能を持つことがわかっている．そこで本年度は，この弱化メカニズムを探るために，Vinlandostrophiaの3種を用いて，開口部の流体力学的特性を検討した．その結果，正中線上にあるサルカス開口部と側方開口部の大局的な2領域だけでなく，ジグザグをつくる上流側および下流側の頂点間といった微視的な開口部でも異なる流速および圧力分布となることがわかった．ジグザグ縫合線に沿う微視的な流速分布および圧力分布は，種間だけでなく外部流速によっても大きな違いが認められた．先行研究で提示された3種の適応環境の違いは，このような機能性の差異がもたらしていたかもしれない．

オ ル ド ビ ス ji の creatures great tossing things - で many others in the を hence げ の た arm to animals evolved multiple others を filtration feed, ability の point か ら understand す る た め に, ゾ ワ ビ エ ラ class と プ ラ チ ス ト ロ フ ィ ア class を with い て そ れ ぞ れ form analytical お よ び fluid analytic を be applied し た. ゾ ワ ビ エ ラ class を with い た form analytical で は, フ ォ ト グ ラ メ ト リ ー に よ っ て recovery し た 3 d モ デ ル を with い て, tentacles crown の pay the し て い た リ ッ ジ structure の grow others type を beg し 検 た. ま た, プ ラ チ ス ト ロ フ ィ ア class を with い た fluid analytic で は, CFD シ ミ ュ レ ー シ ョ ン に よ っ て, shell ま わ り に 発 raw す る を れ field recovery し, character の functional を review 価 し た. ス ウ ェ ー デ ン か ら output す る シ ル ル ji ゾ ワ ビ エ ラ class Eoplectodonta を like と seaborne し た analytical の results, 3 d form shell の shape か ら have ら れ る long shell と は volume growth で あ る で a party, the shell length, volume に す seaborne る shell picture は disadvantage long で あ る こ と が わ か っ た. <s:1> れ, this species is 縦 縦 long and the general form is となるよう. The growth of <s:1> て る る とを とを means する. ま た, back shell の inside に residual さ れ た リ ッ ジ structure の さ long, presumption さ れ る long tentacles crown の さ は, shell length, volume に し seaborne て optimal growth と な っ て お り, narrow space に て sharper rate more に く の tentacles を match column す る よ う growth し て い た こ と が わ か っ た. こ れ ま で の research に よ っ て, プ ラ チ ス ト ロ フ ィ ア class の prepared え た ジ グ ザ グ sutures は, shell の medial で 発 raw す る な by dynamic filtration, feed water flow weakening を さ せ る function を hold つ こ と が わ か っ て い る. そ こ で this year は こ の weakening メ カ ニ ズ ム を agent る た め に, Vinlandostrophia の three を with い て, opening of の fluid mechanics characteristic を beg し 検 た. そ の results, in the middle of the online に あ る サ ル カ ス opening department と lateral opening of の overall situation な 2 areas だ け で な く, ジ グ ザ グ を つ く る upper side お よ び downstream side の between vertex と い っ た な openings of micro visual で も different な る velocity お よ び pressure distribution と な る こ と が わ か っ た. ジ グ ザ グ sutures に な velocity distribution along the micro visual う お よ び は pressure distribution, and interspecific だ け で な く external flow velocity に よ っ て も big き な violations い が recognize め ら れ た. The first で suggest さ れ た three の optimum 応 environment の violations い は, こ の よ う な functional の differences が も た ら し て い た か も し れ な い.

项目成果

腕足動物ディスキナ類に付着する表在生物から探るホストの生息姿勢復元と生物間相互作用.

基于腕足动物Dyschina附着的表层生物来恢复宿主的栖息地姿态和生物之间的相互作用。

• 发表时间: 2022
• 作者: 石原与四郎;北原美優;沖田優香;島袋綾野;成瀬 元;片桐千亜紀;小野林太郎;吉村和久;石塚治・谷健一郎・下田玄・針金由美子・佐藤太一・Rex N. Taylor・海野進・平天宇・坂本泉・横山由香・八束翔・内山涼多・若山知晃・鈴木愛実・成田佳南・小川知夏・小原泰彦;椎野勇太・高階観乃・石崎美乃
• 通讯作者: 椎野勇太・高階観乃・石崎美乃