DNAから探る  カンブリア爆発と  貝殻らせん成長の謎

地球惑星環境学科  遠藤一佳

理学部ガイダンス（地球惑星環境学科）　2014年5月20日　駒場1313号室

カンブリア爆発

source:  wikipedia

新生代 中生代

K−Pg絶滅

P−T絶滅

古生代

5億4200万年前 現在

海生無脊椎動物の属数の変遷

カンブリア紀 エディア  カラ紀

カンブリア紀前期

数100万年間に >30の動物門 が同時に成立

Dunn  et  al.  (2008)

冠  輪  動  物

脱  皮  動  物

後  口  動  物 放射相称  

ダーウィンの  ジレンマ

生物はだんだん進化するはず、、  

軟体動物

腕足動物

外肛動物

節足動物

棘皮動物

脊索動物

刺胞動物

海綿動物

線形動物

←Halkieria  （カンブリア紀前期）　  

前口動物

後口動物

発生プログラム（形態形成遺伝子）

De  RoberFs  (2008)

転写因子  (Hox,  Pax  etc.）

シグナル分子  （Wnt,  BMP  etc.）  

Source:  hOp://www.scq.ubc.ca/

Niehrs  (2010)

アコヤガイゲノム  Takeuchi  et  al.  (2012)

•  1150  Mbp  •  Zoological  Science        vol.30,  no.10  (2013)        遺伝子注釈特集号  

hOp://marinegenomics.oist.jp/

動物起源論、動物進化  バイオミネラリゼーション真珠産業などにおける  先端研究の基盤提供

SeFamarga  et  al.    (2013)

祖先的前口動物の遺伝子セットの復元

祖先的  前口動物

アコヤガイ：祖先的遺伝子セットを保存

BMP Hh AcFvin Wnt FGF

軟体動物の貝殻—カンブリア紀に起源

巻貝も含め  貝殻はすべて  等角らせんで巻く

らせん成長の謎

dr/dθ  =  kr  log  r  =  kθ+  C  

Raup  (1966)

E

C

T

Okamoto  (1988)  成長管モデル

1.  Expansion　伸びる  2.  Curvature　曲がる  3.  Torsion　　よじれる

Dppが貝殻のらせん成長を制御 ベリジャー期のモノアラガイ

正常胚 Dpp機能阻害胚

dorsomorphin

Shell

Shimizu  et  al.  (2011) Shimizu  et  al.  (2013)→

カンブリア爆発における動物門の起源：ツールキット遺伝子の使い回し

Niehrs  (2010)

背腹軸形成に使うBmp2/4（dpp）を  軟体動物は貝殻の巻きの制御に流用

Nüsslein-­‐Volhard  (2006)

節足動物

脊椎動物

背側

腹側

田中圭一（2005）