   

“化石“から 生命現象を 見出したい   



生き埋めor老衰死亡
脱ぎ捨てられた脱皮殻“化石“から 生命現象を 見出したい
三葉虫の 化石試料採集：スウェーデンへ !

層理面（地層の表面）では全然見つからない！

重いものは速く沈む
化石（動物の遺骸）は 大きい砂や石ころ

台風などで海底がかき乱されて、泥が舞い上がってまた海底に溜まる

化石をツールとして、その化石を含む地層のを行う
化石化した動植物の生物学的な特性を解明//
例：高校地学の図集から!

https://abcnews.go.com/Technology/giant-meat-eating-dinosaur-speciesdiscovered-argentina/story?id=86386556

Clade Dinosauria
Owen, 1842

https://unityassetcollection.com/jp-ammonite-free-download/(Subclass AmmonoideaZittel, 1884

https://www.dkfindout.com/us/dinosaurs-and-prehistoric-life/prehistoric-invertebrates/trilobites/

Class Trilobita
Walch, 1771

Origin of Species：種の起源
Darwin, 1859

“いつの時代に どのような骨格形態の 種類が いたのか“)“なぜそうなった“

生命現象 の理解 に不可欠 な“軟”組織情報 が限定的?? 節足動物として最もらしい理解#  !# 
・三葉虫の体制・三葉虫のサイズ
・生物的理解のジレンマ：例

# " #$  



((エビ

カブトガニ

カニ

サソリ

カブトエビ

ダニ

ミジンコ

クモ
昆虫

 

チョウ

ヤスデ

甲虫類

ムカデ

ハエ

ゲジゲジ

( )

-)

5.2億年前 “動物”グループが出揃った直後(

現在“軟”組織も化石化した生物相

後口動物
前ラディオドンタ類

8>:<7 4
 4 6@A-/%*'*&%'0/- !/3 &2#,")&#-$0*#. /11*,1/')&.(+*#.()*.#4 49=?;6
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



Daley et al. (2018)

 

XX：現生グループ
汎節足動物 系統樹
Aria (2021)など参照：絶滅グループ：種多様性 高



X-：現生グループ

汎節足動物 系統樹
Aria (2021)など参照：絶滅グループ：種多様性 高
-：現生グループ

汎節足動物 系統樹

：絶滅グループ

Aria (2021)など参照：種多様性 高側葉複眼

尾部

頭部

胸部

触角




中葉



側葉



尾叉

  例外的に保存される付属肢

エビ・カニに近い成分の肢

化石として保存されにくい！



 
数mm 〜 70cm超

成体として：
数mm 〜 70 cm 超

1mm

Rudkin et al., 2003

Isocolus sjoegreni  

生物的理解のジレンマ：例
雌雄!?
19世紀から雌雄の存在は確信されていたものの…
古典的解釈 は….

from Šnajdr 1990: Bohemian Trilobites.

Hydrocephalus minor

縦：細長ー雄 ?

右斜め：幅広ー雌 ?

リクツ：
同種個体で幅広の個体はエネルギー蓄積能力が高い（だろうから）   
実は…地殻変動(ピンク矢印)による変形

生物的理解のジレンマ：例
雌雄!?
雄が交尾相手の雌をしっかりと捕まえておくための特殊化した”肢”がやっと21世紀に発見

Losso & Ortega-Hernández (2022)

数世紀をまたいで 雌雄の存在 確定!!

9032 1,834 Hughes et al. 2007, Adrain 2011
Jell & Adrain 2002
Adrain 2011

Paterson 2020

https://www.trilobites.info/triloclass.htm#orders“Trilobite Systematic Relationships”



カリメネ類の複眼部位

化石化しない複眼構造



1mm

https://www.trilobites.info/triloclass.htm#orders“Trilobite Systematic Relationships”

複眼構造(光学系・個眼レンズ)が化石化しない系統群：レドリキア目・カリメネ亜目

281 Hughes et al. 2007, Adrain 2011
Jell & Adrain 2002
Adrain 2011

04, 03†“P/T ”†“L. Devonian ”Paterson 2020†“O/S ”https://www.trilobites.info/triloclass.htm#orders“Trilobite Systematic Relationships”

3



ミスマッチする 多様度と可塑性の対応関係

形態的可塑性

分類学的多様性Ordovician


Cambrian

https://www.digitalatlasofancientlife.org/trilobita/

80

40

(科数）

Foote in Kaesler 1997

(クラニディウム輪郭形状）





放散期における多様度 X 可塑性のミスマッチは何が影響!?

CORYNEXOCHIIDAREDLICHIIDAOLENELLINA

Cambrian

Wanneria walcottanus

REDLICHIINA

Redlichia (P.) chinensis

OrdovicianSTYGINIDAE

Stygina latifrons

ILLAENIDAE 1cm
Stenopareia oviformisMoore 1954

＊背腹の厚みOrdovician


Cambrian

https://www.digitalatlasofancientlife.org/trilobita/

8040(科数）

Foote in Kaesler 1997

(クラニディウム輪郭形状）



多様度 X 可塑性のミスマッチは 複眼構造にも影響か!?

分類学的多様性

形態学的多様性 

Ordovician  

500µm
Hadromeros claesoni (Törnquist, 1905)＊背腹の厚みOrdovician


Cambrian

https://www.digitalatlasofancientlife.org/trilobita/

8040(科数）

Foote in Kaesler 1997

(クラニディウム輪郭形状）

!% 



#"

$

 

500µm

Kielan-Jawolowska et al (1959)

Hadromeros subulatus (Linnarsson, 1869)

Hadromeros claesoni (Törnquist, 1905)

インプット


#

アウトプット“広く見渡せるが、良くは見えない” 複眼視力

CPD MAX イヌワシ：140

ヒト：73 [視力検査の“2.0”]

節足動物[ 視力検査の “0.1” ]ムシヒキアブ： 3.7

ルリボシヤンマ

ミツバチ

イワガニ
ショウジョウバエ

カブトガニ

トビムシ： 0.02
Caves & Johnson 2017: fig. 1
Feller et al 2021

CPD (cycle per degree)：空間周波数(視認映像の”鮮明さ”（コントラスト感度）の指標)

“広く見渡せるが、良くは見えない”
複眼視力
CPD MAX!
節足動物[ 視力検査の “0.1” ]シャコエビ： 1.5
イワガニ： 0.5
カブトガニ

スナホリムシ： 0.05

海生節足動物 (潮間・潮上帯除く)& Johnson 2017: fig. 1
CPD MAX：0.05 〜Caves0.5<<1.5Feller et al 2021

視認可能距離：1mm以下〜数10cm)(の集合体ー集光ー感度（明るさ）アイ・パラメーター
ー空間分解能（鮮明さ）= CPD (cycle/degree)= 1／(2＊個眼間角度)

Feller et al 2021

) (((レンズの集光方位)

三葉虫の化石複眼模式図



エッチング

試料準備

クリーニングエッチング（補修） ‒ 個眼輪郭・角錐状構造の露出

ブラックニング・ホワイトニング
試料を中心に緯度経度を変えての標本接写‒ 75~99撮影方位
仮想3D形態化
フォトグラメトリー (Agisoft社：Metashape ver.16.1)
全個眼（視軸）位置特定作業（一部補完）

動物体方位の規定‒ 前方・後方・左右側方の極座標

数理解析

プログラム作成 by 生田領野准教授

理想的な複眼表面形状の規定ーフィッテング作業(球面調和関数・シュプライン関数: two dimensional cubic B-Spline)

補正済 個眼（視軸）座標からの法線ベクトル方位の算出
3D視野範囲視軸密度

全 個眼形状・サイズ
3D視軸密度

視軸数／平方度

CPD = 1／２＊ （視軸数／平方度

メルカトル展開天球投影

&  "'
モチベーション"'!
メリット

#上方

後方

前方
下方



() 
 $%
 

右側方

CPDMAX : 0.775

視軸数／平方度

CPDMAX : 2.08

Land 1971 加筆

54321竹部 2021MS



CPDMAX : 1.24

1.5
1.00.50
Smolka & Hemmi 2009 加筆
CPD MAX :. ) - ( & ASAPHIDA 

底質依存性・行動様式 の相違 と視力-(&$*

0.780.4

PHACOPIIDAOLENIIDA+&' $ &/$,!"% 0

0.18+&# &

0.4

CORY
-NEXOCHIIDA

ASAPHIDA'$& 

1cm

CORYNEXOCHIIDA+& 0.520.37




底質依存性・行動様式 の相違 と視力
左前 

上下視軸数

竹部 2022MS

0.775

安東 2021MS

0.52

勝田 2021MS

0.18-

持田 2020MSCPD MAX：0.4

大和田：口頭発表

右平方度

-

0.4

後0.37


 底質依存性・行動様式 の相違 と視力
左前下方視野は(底面の視認)

下
視軸数

0.775

0.18

0.52

0.37-

CPD MAX：

0.4

後
右平方度-

0.4

上 

底質依存性・行動様式 の相違 と視力
左前側・上方 の索敵スポット下
視軸数0.775

0.18

0.52

0.37-

CPD MAX：0.4

後右平方度-0.4

上Cambrian → Ordovician

複眼視覚に何がおきた!?

個眼数（対数）   
9目(全12目)
23科
62属 63種
視力の偏在性 検討種

カンブリア紀3目(全12目)
5科
16属 16種




個眼サイズ
（直径）
Lee et al. 2011



多様度 X 可塑性のミスマッチは 複眼構造にも影響か!?

分類学的多様性

形態学的多様性    Ordovician 500µm
Hadromeros claesoni (Törnquist, 1905)＊背腹の厚みOrdovician


Cambrian

https://www.digitalatlasofancientlife.org/trilobita/

8040(科数）

Foote in Kaesler 1997(クラニディウム輪郭形状）

!

分類学的多様性

多様度 X 可塑性のミスマッチは 複眼構造にも影響か!?

形態学的多様性"&K.

 ' . ) /500µm
Hadromeros claesoni (Törnquist, 1905)

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