生態機能と関連した形態特性の研究は、生物の適応や多様化のパターン、プロセスの理解に重要な役割をもつ。比較形態研究において、従来、平面投射画像に基づく2次元幾何学的形態測定法（2DGM）が広く用いられてきたが、3D・CTスキャニング技術の一般化に伴い、立体的な構造の情報も取り込んだ3次元幾何学的形態測定法（3DGM）の活用も広がりつつある。本研究は、琵琶湖の独特な環境に適応した複数の固有魚種（3属）を対象に、3DGMを用いて近縁種からの形態分化パターンを明らかにするとともに、2DGMとの比較も行いながら、3DGMの有用性について検討した。琵琶湖の沖合域に適応した固有種ホンモロコ（タモロコ属）とスゴモロコ（スゴモロコ属）では、全身（細く伸びた体型）と頭部（前・上向きの口）に関して近縁種からの形態分化に共通性が見られた。この結果は、沖合域という広大で開けた環境において、異なる種群に対して類似した選択圧が働いた可能性を示唆する。3DGMにおいて2DGMよりも対象群間の形態の差異が明確に検出された場合もあり、少なくとも部分的な3DGMの優位性が確認された。一方、3DGMでは標本固定等に由来する全身の湾曲も抽出されやすいため、注意深い検討が必要である。スゴモロコと近縁亜種コウライモロコの3Dモデルを用いた数値流体力学的シミュレーションの結果、前者で水から受ける抵抗が小さく、生息環境と整合的であった。本研究の結果は、3DGMが環境適応の研究において有効であり、複数種群間における形態の多様化パターンの比較にも適した方法であることを示す。