研究人员发现,生活在坦桑尼亚贡比溪国家公园的黑猩猩在制作工具时运用了某种程度的工程学,故意选择能够提供更灵活材料的植物,以便进行白蚁捕鱼。
来自牛津大学人类学与博物馆人类学系、马克斯·普朗克进化人类学研究所、坦桑尼亚珍·古道尔研究所、葡萄牙阿尔加维大学和波尔图大学、以及莱比锡大学的一个多学科研究团队发现,生活在坦桑尼亚贡比溪国家公园的黑猩猩在制作工具时运用了某种程度的工程学,故意选择能够提供更灵活材料的植物,以便进行白蚁捕鱼。
这些发现发表在期刊《iScience》上,对于理解与可腐烂工具制造相关的技术能力具有重要意义——这一主题仍是人类技术进化中一个鲜为人知的方面。
白蚁是黑猩猩良好的能量、脂肪、维生素、矿物质和蛋白质来源。为了吃到这些昆虫,黑猩猩需要使用相对较薄的探针,从它们生活的巢穴中捕捉白蚁。因为巢穴内部由曲折的隧道构成,科学家假设使用灵活的工具对于黑猩猩捕捉昆虫来说,比使用刚硬的棍子更有效。
为了验证这一点,第一作者阿莱汉德拉·帕斯夸尔-加里多带着一台便携式机械测试仪来到贡比,测量黑猩猩使用的植物材料弯曲所需的力量,与可获得但未被使用的植物材料进行比较。结果表明,黑猩猩从未使用过的植物种类的刚性比其优选材料高出175%。
此外,即使在白蚁巢穴附近生长的植物中,那些显示出黑猩猩经常使用迹象的植物所能制造的工具也比附近没有使用迹象的植物更灵活。
“这是野生黑猩猩根据特定的机械特性选择白蚁捕鱼工具材料的首次全面证据,”阿莱汉德拉·帕斯夸尔-加里多表示,她在贡比研究黑猩猩工具中使用的原材料已有十多年。
值得注意的是,某些植物种类,如《Grewia spp.》,也构成居住在距离贡比达5000公里之外的白蚁捕鱼黑猩猩社区的工具材料,这意味着这些植物材料的机械特性可能是这种普遍偏好的基础,而且原始的工程学可能在黑猩猩工具制造文化中根深蒂固。
因此,野生黑猩猩可能具备某种“民间物理学”——一种对材料特性直观的理解,帮助它们选择最适合工作的工具。
它们的自然工程能力不仅仅是使用任何可用的棍子或植物;黑猩猩特别选择具有可以使其觅食工具更有效的机械特性的材料。
牛津大学人类学与博物馆人类学系研究员阿莱汉德拉·帕斯夸尔-加里多说:“这种将生物力学与动物行为结合的新方法,帮助我们更好地理解黑猩猩工具构建背后的认知过程,以及它们如何基于功能特性评估和选择材料。”
这些发现引发了关于这种知识是如何被学习、保持和代际传递的重要问题,例如,年轻的黑猩猩通过观察和使用母亲的工具来学习这项技能,是否类似的机械原则决定黑猩猩选择制作其他觅食工具的材料,比如用于吃蚂蚁或采蜜的工具。
“这一发现对理解人类可能如何发展出非凡的工具使用能力具有重要意义,”亚当·范·卡斯特伦解释道,他是马克斯·普朗克进化人类学研究所人类起源系的专门研究生物力学和进化生物学的专家。“尽管像木材这样的可腐烂材料在考古记录中很少保存下来,但有效的工具构造和使用背后的机械原理在不同物种和时代之间始终保持不变。”
通过研究黑猩猩如何基于特定的结构和/或机械特性选择材料,我们可以更好地理解早期人类工具使用时面临的物理限制和需求。使用这样的比较功能框架为我们提供了对早期技术未在考古记录中保留下来的方面的新见解。