2022 年 9 ⽉ 13 ⽇
報道機関各位

⾶べない⿃は脳が⼤きい。クイナ類で判明―ヤンバルクイナは賢かった―【概要】
・帝京科学⼤学、⼭階⿃類研究所、東京⼤学の研究者からなるチームにより、ヤンバルクイ
ナを含む⾶べないクイナ類（ツル⽬クイナ科の⿃類）は、⾶翔性のクイナ類に⽐べ、脳が有意に⼤きいことが明らかとなりました。
・研究チームは、⽇本とアメリカの研究機関に保管されていた 25 種のクイナ類の頭⾻標本を X 線 CT で撮影し、23 種について、内部の空洞のかたちから、脳の三次元形状を推定しました。研究チームは、この 3D データを⽤い、無⾶翔性の獲得が脳の⼤きさとかたちに与える影響を分析しました。
・⾶べないクイナ類が体重のわりに⼤きな脳を持つという今回の発⾒により、⾶べないクイナ類が⾼い認知能⼒を持つ可能性が⾼まりました。⾶べないクイナ類の 1 種であり、沖縄本島に固有のヤンバルクイナは、実際に道具使⽤（⽯に陸⾙を叩きつけて殻を割る）を⾏うことが先⾏研究によって明らかにされています。
・⾶べないクイナ類は、われわれ⼈類と同じ常時⼆⾜歩⾏の種です。今回の研究チームの発⾒は、「常時⼆⾜歩⾏が脳の⼤型化を容易にした」との仮説を⽀持するものであり、⼈類学的にも興味深い成果です。
・この研究は 2022 年 5 ⽉ 24 ⽇付で英国の科学誌 Journal of Anatomy に発表されました。

【背景】
⿃類学の世界では、「⾶翔能⼒と脳形態に関係があるかどうか」というテーマが、⻑年にわたり、論争の的となっていました。これは、(1) 脳が腐りやすい組織であるため、多数の種について、研究資料をそろえるのが困難であったこと、(2) 適切な⽐較を⾏うための基礎となる正確な系統樹（進化の歴史を表す樹形図）を得ることが困難であったことが主な理由でした。
(1)の問題をクリアするため、研究チームは、研究機関に多数保存されている頭⾻標本から脳の三次元形態の推定を⾏いました。具体的には、頭⾻標本を X 線 CT で撮影し、最近開発されたコンピュータアルゴリズム（今回の研究チームの⼀員である東京⼤学荻原直道教授のグループが先⾏研究において開発した⼿法）を適⽤することで、脳が収まる頭⾻内部の空洞のかたちを表す 3D モデルを効率よく作成することに成功しました。頭⾻内部の空洞の３D モデルは、そこに収まる脳の正確なかたちを表します。(2)についても、近年、DNA配列の解析技術が上がったおかげで、かなり正確な系統樹を⼊⼿できるようになり、問題をクリアすることができました。
研究チームは、無⾶翔性の種を多く含むことから、ツル⽬クイナ科の⿃類を研究のターゲットに選びました。このグループは世界に約 150 種が知られています。世界中のほぼすべての島に⽣息しており、強⼒な捕⾷者のいない島では、無⾶翔性がよく進化しています。国の天然記念物で沖縄本島に固有のヤンバルクイナ（Gallirallus okinawae）はその好例です。
【成果】
研究チームは、推定された脳形態の 3D モデル（図 1, 2）を最新の研究⼿法（幾何学的形態測定学および系統⽐較法）で分析しました。その結果、無⾶翔性のクイナ類の脳の⼤きさは、⾶翔性のものに⽐べ、体重のわりに有意に⼤きいことを証明することができました。また、無⾶翔性のクイナ類の脳のかたちは、⾶翔性のものに⽐べて、⼤後頭孔（頭と⾸の接合部にある頭⾻の⽳）の位置が有意に前⽅に移動しており、⾸が脳を真下から⽀える傾向が強まっていることも証明することができました。これらの成果は、「⾶翔能⼒と脳形態に関係がある」という考えを⽀持しています。
⾶べないクイナ類が⼤型の脳を持つという今回の発⾒により、⾶べないクイナ類が⾼い認知能⼒を発達させている可能性が⾼まりました。実際、今回の研究チームの⼀員である帝京科学⼤学島⽥将喜准教授らのグループによる先⾏研究では、沖縄本島の固有種で無⾶翔性のヤンバルクイナにおいて、道具使⽤⾏動が確認されています。具体的には、ヤンバルク
イナは沖縄本島に豊富に⽣息するヤンバルマイマイ（Satsuma atrata）などの⼤型の陸⾙類を捕⾷する際に道具を⽤います。ヤンバルクイナは⼤型の陸⾙を丸飲みにすることはできないのですが、嘴で咥えて⽯に叩きつけることで殻を割り、中⾝を⾷べます。ヤンバルクイ
ナは⽯を道具として⽤いていると⾔うことが可能です（図 3）。このような⾏動は、⾼い認知能⼒があってはじめて可能になっているのだと考えられます。現在のところ、道具使⽤⾏動が確認されているクイナ類はヤンバルクイナだけですが、⾶べないクイナ類の⾏動観察の研究が進めば、他種でも同様の事例が発⾒される可能性が⼗分にあります。
今回の発⾒は、⿃類学にとどまらず、⼈類進化を考える上でも重要な⽰唆に富んでいます。
ヤンバルクイナを含む⾶べないクイナ類は、常時⼆⾜歩⾏をする点において、われわれ⼈類によく似ているからです。彼らは、⽻ばたき⾶翔ができないため、ときおりの⾼所からの滑空を除けば、移動は常に⼆⾜歩⾏で⾏っているのです。今回発⾒された⾶べないクイナ類の脳の特徴（⼤型化の傾向、⾸が⼤型化した脳を真下から⽀える傾向）は、⾯⽩いことに、われわれ⼈類の脳が持つ特徴とよく⼀致しています。
「常時⼆⾜歩⾏が脳の⼤型化を容易にしたかどうか」、専⾨⽤語で⾔えば、「常時⼆⾜歩⾏は脳の⼤型化の前適応かどうか」という問
いは、⼈類学においても重要なテーマですが、今回の発⾒は、クイナ類では、常時⼆⾜歩⾏が脳の⼤型化の前適応として働いた可能性を⽰唆しています。常時⼆⾜歩⾏の姿勢は⼤型の脳を⽀えるのに向いているでしょう。また、彼らは、前肢（翼）を⼒強く動かすための筋⾁をなくすことで節約したエネルギーを⼤型の脳の維持に活⽤した可能性もあります。⼈類進化において脳が⼤型化したのも、常時⼆⾜歩⾏が前適応として作⽤した結果なのかもしれません。
【今後の課題】
今回の研究には⽅法論上の限界があり、研究チームは、以下の 2 つの問題点について、さらに調査を深めることが重要だと考えています。
(1) クイナ類の脳の⼤型化は、無⾶翔性によるものでなく、島に住むようになった結果かもしれない。
クイナ類の無⾶翔性の種はすべて島に住む⿃です。脳の⼤型化は、無⾶翔性によるものではなく、島での⽣活に⾼い認知機能が必要だから進化したという可能性も否定できません。
無⾶翔性の獲得と、島での⽣活のどちらが脳の⼤型化により寄与しているのかを明らかにするため、追加の調査が必要です。
(2) クイナ類は、先に脳を⼤型化させた後、常時⼆⾜歩⾏を進化させたのかもしれない。
本研究では、クイナ類において、常時⼆⾜歩⾏の獲得と脳の⼤型化のあいだに、有意な関係があることを証明しましたが、これらの進化が起きた順序については、わからないままです。常時⼆⾜歩⾏の獲得の⽅が先であれば、それが脳の⼤型化を容易にした（＝前適応として働いた）可能性が⾼まりますが、逆に脳の⼤型化の⽅が先⾏していた可能性も、まだ残されています。
【研究チーム】
帝京科学⼤学：博⼠課程学⽣（当時）中尾
⼭階⿃類研究所：⼭崎剛史

東京⼤学：荻原教授

直道

達郎⽒、島⽥将喜准教授

研究員【論⽂情報】
Nakao, T., Yamasaki, T., Ogihara, N. & Shimada, M. (2022) Relationship between
flightlessness and brain morphology among Rallidae. Journal of Anatomy, 241, 776‒ 788.
Available from: https://doi.org/10.1111/joa.13690【問い合わせ先】※写真のデジタルデータをご希望の⽅もお問い合わせください。
＜研究について＞
帝京科学⼤学

アニマルサイエンス学科

島⽥将喜

Email: shimada@ntu.ac.jp
TEL: 0554-63-6814
FAX: 0554-63-4411＜研究以外について：報道担当）＞
⼭階⿃類研究所

広報室

広報ディレクター

Email: hiraoka@yamashina.or.jp
TEL: 04-7182-1101
携帯電話:090-5332-2769
FAX: 04-7182-1106

平岡考【図 1】頭⾻の内腔を鋳型にして作成した 3D モデル。左：ヤンバルクイナ（無⾶翔性）、右：シロハラクイナ（⾶翔性）【図 2】
図１の種の⽣態写真。上：ヤンバルクイナ（撮影：尾崎清明⽒）、下：シロハラクイナ（撮影：池⽥⽇出男⽒／我孫⼦野⿃を守る会）

【図 3】⽯を使ってヤンバルマイマイの殻を割るヤンバルクイナ（撮影：島⽥将喜⽒・中尾達郎⽒）