PRESS RELEASE
令 和 ４ 年 １ １ ⽉ ４ ⽇
琉
球⼤学
⽴正⼤学
筑波⼤学
⼀般財団法⼈沖縄美ら島財団
海 洋 研 究 開 発 機 構
⿊ 潮 ⽣ 物 研 究 所

砂泥底に棲む⼋放サンゴの仲間ウミエラ類の進化〜 多様化の鍵は「⾻⽚」と「⽔深」か？
琉球⼤学・⽴正⼤学・産業技術総合研究所を中⼼とする国際共同研究チームの研究による、ウミエラ類の特徴的な進化パターンの発⾒と共通祖先の新たな仮説を提唱した論⽂が国際学術雑誌 PeerJ から出版されました。本件に関する取材については、下記のとおりになりますので、よろしくお願いします。
＜発表のポイント＞◆ウミエラ類およびその⾻⽚の多様化は⽔深と関係があることが明らかとなり、異なる環境に進出するタイミングで⾻⽚の多様化が⽣じている進化パターンを明らかにしました。
◆ウミエラ類の共通祖先がPseudumbellulidae(プセウドウンベルリダエ科)の種に似るという新たな説が提唱されました。
◆知名度の低いマイナーな分類群の進化史の解明は⼗分に進んでおらず、本研究は、⽣態系エンジニアとして、近年その重要性が認められてきた海洋無脊椎動物の多様性創出のしくみについて理解する礎となる研究です。
記⽇ 時：随時連絡可
場【問い合わせ先】所：琉球⼤学理⼯学研究科海洋環

琉球⼤学理⼯学研究科海洋環境学専攻

境学専攻

James Davis Reimer 准教授

内容等：別紙参照ください

E-mail: jreimer@sci.u-ryukyu.ac.jp

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＜発表概要＞⽴正⼤学地球環境科学部環境システム学科、産業技術総合研究所の櫛⽥優花助教（元：琉球⼤学）と琉球⼤学理⼯学研究科海洋環境学専攻の James Davis Reimer 准教授を中⼼とする、国際共同研究チーム（⽇本・マレーシア・スペイン・オーストラリア）による研究成果が国際学術雑誌「PeerJ」に掲載されました。研究チームは、⼋放サンゴ亜綱ウミエラ⽬における⽣息⽔深帯の変遷に伴う⾻⽚の適応と進化の傾向を明らかにする研究に取り組
み、浅海域〜深海域に⽣息するウミエラ類を網羅的に採集し、形態観察・分⼦系統解析・祖先形質の復元解析・統計解析を実施しました。その結果、ウミエラ類およびその⾻⽚のかたちの多様化が異なる⽔深帯への進出に関係することが明らかとなりました。また、本研究では⾻⽚形状はその進化史や、⽔温や周囲の化学的環境に影響を受けていることが⽰唆されました。加えて、ウミエラ類の共通祖先が Pseudumbellulidae（プセウドウンベルリダエ科）の種と類似することが形態および遺伝⼦解析の証拠から仮説⽴てられ、ウミエラ⽬における進化史について礎となる重要な知⾒を提供しました。
本研究は、⽴正⼤学、産業技術総合研究所、琉球⼤学、筑波⼤学、東京⼤学、海洋研究開発機構、⼋放サンゴ研究室、三重⼤学、⿊潮⽣物研究所、⿅児島⼤学、沖縄美ら海⽔族館（沖縄美ら島財団）、Universiti Kebangsaan Malaysia、University of Vigo、WesternAustralian Museum・University of Western Australia に所属するメンバーによって実施されました。
研究の背景

ウミエラ類（注 1）は世界中の浅海から深海まで広く⽣息し、近年、その⽣態学的重要性が明らかとなっていますが、扱いの難しさから基礎的知⾒が最も得られていない海洋⽣物のひとつです。そのため、ウミエラ⽬における種の多様化や適応進化は謎につつまれており、本研究では⾻⽚（注 2）と⽣息⽔深帯に着⽬した進化学的研究を⾏いました。
研究内容

本研究では、⼲潟での徒⼿採集、SCUBA 潜⽔、底引き網や ROV（注 3）などの多様な⼿法を⽤い琉球列島を含む⽇本の浅海域から深海域までさまざまな⽔深からウミエラ類を採集しました。採集した標本および外国産の登録標本について、形態観察およびミトコンドリアの遺伝⼦における分⼦系統解析を⾏いました。特に後者では、ウミエラ類の多くの分類群を網羅した系統樹を構築しました。さらに、得られた分⼦系統解析の結果を基に、軸部（注 4）の⾻⽚の観察結果と⽣息⽔深帯を合わせて⽐較する祖先形質の復元と統計解析を⾏いました。

2その結果、ウミエラ類およびその軸部内の⾻⽚の多様化は⽣息⽔深と関係があることが明らかとなりました（⾻⽚の形態は図 2 の写真を参照）。特に三翼状⾻⽚は進化史の中で保存された特徴でしたが、その⼀⽅で、プレート状や滑らかな棒状や針状の⾻⽚についてはウミエラ類が浅海域に進出するタイミングで獲得するという特徴的なパターンを発⾒しました（図 2）。さらに、⾻⽚の形状はその進化的背景および周囲の海⽔の化学環境、特に⽔温と関係がある可能性が⽰唆されました。
また本研究ではウミエラ類の共通祖先について、形態と遺伝⼦解析の証拠から、深海性であり、ウミエラ類がもつ三翼状⾻⽚と近縁種（⽯灰軸亜⽬ヤギ類）がもつ紡錘状⾻⽚との中間型の⾻⽚（のこぎり状の⻭をつけた三翼状⾻⽚）をもつ、Pseudumbellulidae（プセウドウンベルリダエ科）の種に似ていたことがはじめて仮説として提唱されました（図3）。
本研究から以下の進化のシナリオが考えられます：（1）ウミエラ類の共通祖先は深海域に⽣息し、ウミエラ類がもつ三翼状⾻⽚と近縁種であるヤギ類がもつ紡錘状⾻⽚との中間型の⾻⽚（のこぎり状の⻭をつけた三翼状⾻⽚）をもっていた。
（2）ウミエラ類の⾻⽚はのこぎり状の⻭を失って単純化し、三翼状⾻⽚が優占した。
（3）異なる環境への進出（例：浅海域への進出など）に伴い、多様な⾻⽚形態（プレート状、滑らかな棒状と針状、紡錘状、⾻⽚をもたないもの）が現れた。
意義・展望

本研究は、ウミエラ⽬における進化学研究の礎となる数多くの知⾒を提供しました。近年、他の海洋⽣物にすみかや隠れ家を提供するとして、ウミエラ類の⽣態学的重要性が認識されはじめましたが、多様性創出のしくみに関してはほとんどわかっていません。海洋における⽣物多様性を考える上で、このような⾒過ごされてきたマイナー分類群の基礎的知⾒の拡充は今後も必要です。
本研究チーム構成員

櫛⽥優花（⽴正⼤学・産業技術総合研究所、元：⿅児島⼤学・琉球⼤学）
今原幸光（産業技術総合研究所・⿊潮⽣物研究所・⼋放サンゴ研究室）
Hin Boo Wee（Universiti Kebangsaan Malaysia）
Iria Fernandez-Silva（University of Vigo）
Jane Fromont（Western Australian Museum）

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Oliver Gomez（Western Australian Museum）
Nerida Wilson（Western Australian Museum・University of Western Australia）
⽊村妙⼦（三重⼤学）
⼟⽥真⼆（海洋研究開発機構）
藤原義弘（海洋研究開発機構）
東地拓⽣（沖縄美ら海⽔族館（管理運営：⼀般財団法⼈沖縄美ら島財団））
中野裕昭（筑波⼤学下⽥臨海実験センター）
幸塚久典（東京⼤学⼤学院理学系研究科附属臨海実験所）
井⼝亮（産業技術総合研究所）
James Davis Reimer（琉球⼤学）＜⽤語解説＞

注 1 ウミエラ類：刺胞動物⾨花⾍綱⼋放サンゴ亜綱中で唯⼀海洋の砂泥底に⽣息する底⽣動物（ウミエラ⽬）。世界には 200 種以上が⽣息する。
注 2 ⾻⽚：体の各部に含まれ、炭酸カルシウムから成る微⼩な結晶。形や⼤きさが分類をする上で重要。体を⽀え、捕⾷者からの防御に役⽴つと考えられている。
注 3 ROV：無⼈潜⽔機（Remotely Operated Vehicle）。
注 4 軸部：群体をポリプ（個⾍）がでている上部と砂泥中に埋没する下部に分けたときの上部。
＜論⽂情報＞（1） Exploring the trends of adaptation and evolution of sclerites with regards to habitat
depth in sea pens （ウミエラ⽬における⽣息⽔深の変遷に伴う⾻⽚の適応と進化の傾向の探索）（2） PeerJ（3） Yuka Kushida*, Yukimitsu Imahara, Hin Boo Wee, Iria Fernandez-Silva, Jane Fromont,Oliver Gomez, Nerida Wilson, Taeko Kimura, Shinji Tsuchida, Yoshihiro Fujiwara, Takuo
Higashiji, Hiroaki Nakano, Hisanori Kohtsuka, Akira Iguchi, James Davis Reimer.
（4） https://doi.org/10.7717/peerj.13929（5） https://doi.org/10.7717/peerj.13929
国⽴研究開発法⼈産業技術総合研究所・環境調和型産業技術研究ラボ（E-code）および⽂部科学省東北マリンサイエンス拠点形成事業 JPMXD1111105260 の⽀援を受けて実施しました。

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＜問い合わせ先＞【研究内容について】
⽴正⼤学地球環境科学部環境システム学科
産業技術総合研究所
助教 櫛⽥優花
TEL：090-6340-4094
E-mail：ykushida@ris.ac.jp
琉球⼤学理⼯学研究科海洋環境学専攻
准教授 James Davis Reimer
E-mail：jreimer@sci.u-ryukyu.ac.jp【報道対応について】
琉球⼤学総務部総務課広報係
TEL：098-895-8175
FAX：098-895-8013
E-mail：kohokoho@acs.u-ryukyu.ac.jp
⽴正⼤学学⻑室広報課
TEL：03-3492-5250
E-mail：contact@ris.ac.jp
筑波⼤学広報局
TEL: 029-853-2040
FAX: 029-853-2014
Email: kohositu@un.tsukuba.ac.jp
⼀般財団法⼈沖縄美ら島財団 事業部 企画広報課
TEL : 0980-48-3649
Email: oki-pr@okichura.jp
海洋研究開発機構 海洋科学技術戦略部 報道室
TEL：045-778-5690
Email:press@jamstec.go.jp

5図 1. ウミエラ類の例。多様なかたちの種が含まれる。

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図 2. 分⼦系統樹を基にした祖先形質復元の模式図。共通祖先は 400 ｍ以深の深海に⽣息し、三翼状構造の⾻⽚をもつ。分⼦系統樹を基に、各祖先の⽣息深度帯と⾻⽚形状を同時に⽐較することにより、プレート状⾻⽚や滑らかな棒状・針状⾻⽚が浅海域に進出すると同時に獲得されるなどの進化パターンが明らかとなった。

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図 3. ウミエラ類の共通祖先に類似すると考えられる Pseudumbellulidae（プセウドウンベルリダエ科）の⼀種。下図右下（Ra）が軸部におけるのこぎり状の⻭をつけた三翼状⾻⽚。

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