正文: 研究人员发现,生活在坦桑尼亚的贡贝溪国家公园(Gombe Stream National Park)的黑猩猩在制造工具时表现出一定程度的工程学知识,它们会特意选择某些植物,因为这些植物的材料能制造出更柔韧的工具,用于钓取白蚁。

牛津大学人类学与博物馆民族学学院、马克斯·普朗克进化人类学研究所、坦桑尼亚简·古道尔研究所、阿尔加维大学、葡萄牙波尔图大学和莱比锡大学的一个多学科研究团队发现了这一现象。

这些发现发表在 iScience 杂志上,对于理解与易腐工具制造相关的技术能力具有重要意义,而这仍然是人类技术进化中一个高度未知的方面。

白蚁是黑猩猩能量、脂肪、维生素、矿物质和蛋白质的良好来源。为了吃到这些昆虫,黑猩猩需要使用相对较细的探针,将白蚁从它们居住的土堆中钓出来。鉴于土堆内部由蜿蜒的隧道组成,科学家们假设,与使用僵硬的树枝相比,使用柔韧的工具能更有效地钓出白蚁。

为了验证这一点,第一作者 Alejandra Pascual-Garrido 带着一台便携式机械测试仪前往贡贝,测量了弯曲猿类使用的植物材料所需的力,并与可用但从未使用的植物材料进行了比较。研究结果表明,黑猩猩从未使用的植物物种的刚性比它们首选的材料高 175%。

此外,即使在白蚁丘附近生长的植物中,那些显示出猿类经常使用的明显迹象的植物,也比附近没有使用迹象的植物产生更柔韧的工具。

“这是首个全面的证据,表明野生黑猩猩在钓取白蚁时,会根据特定的力学性能来选择工具材料,” Alejandra Pascual-Garrido 说,她已经在贡贝研究黑猩猩工具中使用的原材料十多年了。

值得注意的是,某些植物物种,例如 Grewia spp.,也是生活在距离贡贝 5000 公里远的黑猩猩群体钓取白蚁的工具材料,这意味着这些植物材料的力学性能可能是这种普遍偏好的基础,并且基本的工程学可能深深植根于黑猩猩的工具制造文化中。

因此,野生黑猩猩可能拥有一种“民间物理学”——一种对材料属性的直观理解,帮助它们为工作选择最好的工具。

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;黑猩猩会专门选择具有力学性能的材料,这些材料可以使它们的觅食工具更有效。

牛津大学人类学与博物馆民族学学院的研究附属机构 Dr. Alejandra Pascual-Garrido 说:“这种将生物力学与动物行为相结合的创新方法,有助于我们更好地理解黑猩猩工具制造背后的认知过程,以及它们如何根据功能属性评估和选择材料”。

这些发现提出了重要的问题,即这种知识是如何学习、维持和代代相传的,例如,通过幼年黑猩猩观察和使用它们母亲的工具,以及类似的力学原理是否决定了黑猩猩选择材料来制造其他觅食工具(例如用于吃蚂蚁或采集蜂蜜的工具)。

“这一发现对于理解人类如何进化出卓越的工具使用能力具有重要意义,” 马克斯·普朗克进化人类学研究所人类起源系的 Adam van Casteren 解释说,他是一位生物力学和进化生物学专家。“虽然木材等易腐材料很少在考古记录中保存下来,但有效工具的构造和使用背后的力学原理在物种和时间上保持不变”。

通过研究黑猩猩如何根据特定的结构和/或力学性能选择材料,我们可以更好地理解早期人类工具使用所适用的物理约束和要求。使用这种比较功能框架为早期技术中未保存在考古记录中的方面提供了新的见解。