現生脊椎動物は、円口類と顎口類からなり、顎の獲得は脊椎動物の頭部の進化において重要な革命であったことが示唆される。顎の獲得以前の無顎類脊椎動物が如何なる筋骨格系を持っていたかに関する理解は、近年の分子発生学、古生物学などの観点から精力的に研究され、年々その進化史の解像度は高まってきている¹。我々は、これまで円口類ヤツメウナギの頭部骨格筋の発生過程を中心に研究を展開してきた^2-4。ヤツメウナギの頭部中胚葉は、顎前中胚葉、顎骨中胚葉、舌骨中胚葉に分かれ、背側では外眼筋が、腹側では咽頭や口腔周辺を構成する筋群が分化する。我々の遺伝的・組織学的解析から、これらの中胚葉は、この動物に特異的な細胞群が含むことがわかった⁵。これらの結果と、これまで観察された円口類、顎口類および無脊椎脊索動物の中胚葉の比較から、初期脊椎動物の頭部中胚葉は、これまで考えられてきたような間葉でもなければ体節でもなく、多様性に満ちていたことが示唆される。本セミナーでは、甲冑魚であるE. americanusに見つかった索前神経頭蓋の知見⁶と合わせ、脊椎動物が出現した当時の風景について考察したい。

Refs.

1. Onai, T., Aramaki, T., Takai, A., Kakiguchi, K. & Yonemura, S. Cranial cartilages: Players in the evolution of the cranium during evolution of the chordates in general and of the vertebrates in particular. Evol Dev 25, 197-208 (2023). https://doi.org/10.1111/ede.12433

2. Onai, T., Irie, N. & Kuratani, S. The evolutionary origin of the vertebrate body plan: the problem of head segmentation. Annual review of genomics and human genetics 15, 443-459 (2014). https://doi.org/10.1146/annurev-genom-091212-153404

3. Onai, T., Aramaki, T., Inomata, H., Hirai, T. & Kuratani, S. Ancestral mesodermal reorganization and evolution of the vertebrate head. Zoological Lett 1, 29 (2015). https://doi.org/10.1186/s40851-015-0030-3

4. Onai, T., Adachi, N. & Kuratani, S. Metamerism in cephalochordates and the problem of the vertebrate head. The International journal of developmental biology 61, 621-632 (2017). https://doi.org/10.1387/ijdb.170121to

5. Onai, T. et al. Ultrastructure of the lamprey head mesoderm reveals evolution of the vertebrate head. iScience 26, 108338 (2023). https://doi.org/10.1016/j.isci.2023.108338

6. Dearden, R. P. et al. The oldest three-dimensionally preserved vertebrate neurocranium. Nature 621, 782-787 (2023). https://doi.org/10.1038/s41586-023-06538-y