直接測定による形態的適応の定量化。ケーススタディとしての肉食動物の盲腸骨格

Quantifying morphological adaptations using direct measurements: The carnivoran appendicular skeleton as a case study.

• Eloy Gálvez-López

抄録

本研究では、一変量法を用いて運動適応が四肢の骨から検出できるかどうか、また、その結果が大きさや共通の進化史の影響を受けているかどうかを研究している。最終的には、運動適応に関する古典的な論文が信頼できるかどうかを検証する。そのために、143種の肉食動物435頭の肩甲骨、長骨、踵骨の43回の測定結果を用いて、四肢の骨形態に及ぼすいくつかの要因（大きさ、分類群、運動習慣）の影響を分析した。四肢の形態に影響を与える主な要因は大きさであった。サイズ補正を行った解析では、生データの解析において、運動に関連する様々なカテゴリー間で人工的な差異が明らかになった。さらに、いくつかのグループ間の違いはサイズ補正解析では新たに発見されたものであり、それらはサイズ効果によって隠されていることを示唆していた。系統も重要な影響を与えていたが、サイズの影響を除去した後にのみ明らかになった。運動器適応については、運動器タイプを運動器の特殊化を表す指標として用い、生息地を利用して異なる運動様式（走る、泳ぐ、登る、掘る）を採用し、生息地内の全ての基質を移動して資源を最大限に利用する能力を示した。このことから、肉食動物は運動コストを最小化するために、運動器の特殊化を利用していることが示唆された。本研究では、運動器タイプごとの特徴的な四肢の骨の形態を、今回の研究では新規な適応や傾向を含めて記述した。最後に、本研究で得られた結果は、樹上・陸生のいずれかである"viverrid-like"な森林居住型肉食動物の祖先ではないかという仮説を支持するものである。

Here, I study whether locomotor adaptations can be detected in limb bones using a univariate approach, and whether those results are affected by size and/or shared evolutionary history. Ultimately, it tests whether classical papers on locomotor adaptations should be trusted. To do that, I analyzed the effect of several factors (size, taxonomic group, and locomotor habit) on limb bone morphology using a set of 43 measurements of the scapula, long bones, and calcaneus, of 435 specimens belonging to 143 carnivoran species. Size was the main factor affecting limb morphology. Size-corrected analyses revealed artifactual differences between various locomotion-related categories in the analyses of raw data. Additionally, several between-group differences were new to the size-corrected analyses, suggesting that they were masked by the size-effect. Phylogeny had also an important effect, although it only became apparent after removing the effect of size, probably due to the strong covariation of both factors. Regarding locomotor adaptations, locomotor type was used to represent locomotor specialization, and utilized habitat as an indicator of the capacity to adopt different modes of locomotion (running, swimming, climbing, and digging) and thus maximize resource exploitation by being capable of navigating all the substrates in the habitat they use. Locomotor type produced better results than utilized habitat, suggesting that carnivorans use locomotor specialization to minimize locomotion costs. The characteristic limb bone morphology for each locomotor type studied is described, including several adaptations and trends that are novel to the present study. Finally, the results presented here support the hypothesis of a "viverrid-like", forest-dwelling carnivoran ancestor, either arboreal or terrestrial.

© 2020 The Author. The Anatomical Record published by Wiley Periodicals, Inc. on behalf of American Association of Anatomists.