研究内容

ケニア、ナカリにおける化石霊長類発掘調査

ヒトと現生アフリカ類人猿系統の分岐は、1200万〜800万年前に起こったと推定されていますが、この時代の化石産地は全アフリカで数ヶ所、うち化石類人猿が知られているのは3ヵ所しかありません。

2005年以来、私たちが調査しているケニア、ナカリ層は、その中で飛び抜けて豊富な霊長類化石を産出することから、世界的な注目を集めています。この地域の約1000万年前の露頭から新種大型類人猿ナカリピテクスを含む数種類の霊長類を発見しました。同時代ヨーロッパの化石種との比較から、ナカリピテクスを含む系統はアフリカを超え西ユーラシアまで広がる分布をしていたのではないかと予想しています。

植食性哺乳類の歯エナメルの安定同位体分析では、ナカリ層の時代直後、東アフリカでC3環境からC4環境への移行が始まったことが明らかになりました。ナカリはほぼ純粋なC3環境と推定され、それは樹上性小型コロブス類の存在量、植食性大型哺乳類の歯牙咬耗様式などからも支持されます。30万年後の、やはり類人猿が出土しているケニアのナムングレ層はC4環境のシグナルを示し、この時代の類人猿が高い多様性をもっていたことが示唆されました。 ナカリピテクスの四肢骨は、直立二足性にいたる人類の進化シナリオを明らかにする重要な鍵となるため、その発見をめざして、可能性の高い露頭の重点的発掘を進めています。

古人骨の研究

自然人類学研究室は「清野コレクション」と呼ばれる日本屈指の発掘人骨資料を所蔵しています。この資料は日本列島におけるヒト集団の変遷とその生活様式の研究に大きな役割を果たし、多くの研究者が利用に訪れています。骨からわかる表現型の特徴や生活痕の分析、骨や歯の安定同位体分析などによって、行動上の特徴や食性の推定、集団ごとに異なる身体形質の進化などの解明をめざした研究が行われています。
自然人類学研究室は、2000年から1000年ほど前のイラクの遺跡から出土した人骨資料、関西の江戸時代人骨資料、明治期以降の日本人人骨資料なども所蔵しています。

霊長類の運動分析

ヒトを含む現生霊長類の動作の分析を行い,ロコモーションのメカニズム,特に二足歩行の起源の理解をめざして研究を進めています。二足歩行獲得のモデルとして,二足で歩くニホンザルの歩行分析を行っています。二足歩行に熟練すると、その歩容はヒト的な特徴を示すようになります。また下肢の筋骨格形態もその力学的要求に適応して変化してきます。二足で歩いた時と四足で歩いた時のエネルギー消費量の比較なども行っています。ヒト的な歩容が,実際に,運動効率を上昇させていることもわかりました。

コンピューター支援人類学

3次元形態モデリングや身体運動シミュレーションといった技術を応用した「コンピューター支援人類学」の構築を目指しています。これにより霊長類の筋骨格形態や運動を仮想的(ヴァーチャル)に再現し,分析することが可能となりつつあります。こうした方法論が成熟すれば,化石霊長類の運動復元も夢ではありません。

土圧などの影響により変形した化石の形態復元手法の開発を行っています。

霊長類筋骨格系の数理モデルと歩行生成神経回路網を計算機内に構築し,歩行運動のシミュレーションを行っています。運動を仮想空間で再現することによって,機能と形態の力学的相互適応関係を包括的に理解することを目指しています。

形態計測の新規手法によるチャレンジ

大腿骨は、歩行機能の要です。しかし、その形態的特徴は微細でつかみ所がないため、既存の手法では定量的にその形態を比較することができませんでした。この問題を解決するため、形態地図法(Morphometric Mapping)という新規手法を開発し、これまで不可能だった微小な形態変異の解析を可能としました。骨の形態に秘められた機能を読み解くには、進化的適応、発生プログラム、そして生体内でのリモデリングといった種々の要因を多角的に検証する必要があります。

本研究では、「純粋な」形態を比較するために、ヒト及び類人猿の胎児標本を用い、その大腿骨形態を比較しました。その結果、歩行様式の類似したチンパンジーとゴリラとでは大腿骨形態が異なること、姉妹群であるヒトとチンパンジーとはゴリラ・オランウータンと比べると互いに類似した大腿骨形態をもつもとが明らかになりました。このことから、ヒトとチンパンジーの共通祖先段階ですでに大腿骨の発生プログラムに変容があり、部分的には二足歩行へつながる適応が起きていた可能性が示唆されました。

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