本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点
在科特迪瓦塔伊国家公园,一只幼年黑猩猩看着她的母亲小心翼翼地将一颗软库拉坚果放在一块坚硬、扁平的石头上。在另一只手中,妈妈拿着一块硬木。妈妈用她临时的锤子砸坚果,一次,两次,三次。敲碎外壳后,她取出可食用的部分,然后拿起另一颗坚果,再次开始这个过程。幼年黑猩猩也想要零食。即使她通过观察族群中年长的黑猩猩学会了基本过程,但她至少要到六岁才能熟练掌握这种复杂的工具使用形式,自己敲开坚果。但这并不意味着她在此期间会停止尝试。
在几内亚、科特迪瓦、利比里亚和塞拉利昂的野生黑猩猩中都观察到了敲坚果的行为。除一个例外,在中非和东非的黑猩猩群体中从未见过敲坚果的行为,尽管事实上所有必要的成分——坚果、石头、棍棒和树根——在非洲大陆的这些地区都很丰富。敲坚果似乎需要的不仅仅是可用的工具和基本知识。即使在敲坚果的群体中,有些人一生都不会成功敲开坚果。
学习敲坚果所涉及的明显复杂性背后的谜团促使一个研究小组,由维也纳大学的Cornelia Schrauf领导,试图弄清楚黑猩猩是如何选择它们的敲坚果工具的。
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成功的敲坚果涉及到选择合适的表面作为砧板。它应该是坚硬且相对平坦的。它还应该能够防止坚果滚走。然后,黑猩猩需要选择合适的锤子。它需要合适的形状和大小。它需要足够轻便以易于操作,但又足够重以尽可能少地敲击就能砸碎坚果。在塔伊森林中,黑猩猩为坚硬的熊猫坚果选择石头制成的锤子,但对于较软的库拉坚果,则选择木制锤子。如果它们周围只有石头,它们会使用更重、更硬的石头来敲熊猫坚果,而使用更轻的石头来敲库拉坚果。
然而,研究人员不确定黑猩猩是否真的将重量作为选择锤子的主要考虑因素,因为重量与其他锤子的特征(如尺寸、材料、形状和密度)相关。
Schrauf和她的同事评估了一组圈养黑猩猩(Pan troglodytes)在三个不同的实验中选择锤子的方式。在第一个实验中,他们提供了坚果和砧板,以及三个尺寸和形状相同的不同锤子。尽管它们的尺寸相同,但立方体锤子的重量分别为300克、600克或1200克。第二个实验与第一个实验相同,只是锤子是球形的而不是立方体的。第三个实验也使用了球形锤子,但研究人员在它们之间使用了更大的重量差异:200克、800克和1400克。
总的来说,在所有三个实验中,黑猩猩都更喜欢较重的锤子。由于所有锤子在视觉上都是相同的,因此可以肯定的是,它们选择较重的锤子仅仅是因为重量。此外,锤子越重,敲碎坚果所需的敲击次数就越少,所需的时间也就越少。因此,研究人员有效地证实了黑猩猩至少隐含地理解了锤子的重量与其效率之间的关系。
当考虑每只黑猩猩的个体反应时,结果变得更加有趣。Loi是该群体的首领雄性,是最熟练的敲坚果者,从第一个实验开始就表现优于其他黑猩猩。他表现出对较重锤子的明显偏好,从较轻的锤子换成较重的锤子的频率高于从重的换成轻的。在第一个实验的开始时,大多数其他黑猩猩对锤子几乎没有区别,但在第二个实验的最初几次试验后,它们开始选择较重的工具。到最后一个实验结束时,大多数黑猩猩的表现与Loi的表现相当。事实上,到第三个实验时,黑猩猩更可能在甚至尝试使用较轻的锤子之前就将其换成较重的锤子。
另一方面,Natsuki是实验中唯一的幼年黑猩猩,尽管与其他黑猩猩有相同的经验量,但她的表现从未提高。即使在第三个实验中,最重的锤子比最轻的锤子重七倍,她仍然没有表现出偏好,选择三个锤子的次数相同。在无法敲开坚果后,她也从未更换工具。研究人员表示,这与野外观察结果一致。
总而言之,这些模式表明,经验是获得敲坚果专业知识的关键,但仅有经验是不够的。研究人员说:“成熟方面的因素在决定工具的选择性和熟练程度方面也起着重要作用。”换句话说,幼年黑猩猩需要长大一些,才能准备好成功应对成人大小的任务。
人类灵长类动物能从中学到什么教训吗?
Schrauf C, Call J, Fuwa K, Hirata S, (2012) 黑猩猩是否使用重量来选择锤子工具?PLoS ONE 7(7): e41044. doi:10.1371/journal.pone.0041044
有关黑猩猩和其他物种的工具使用的更多信息
图片:标题照片来自van Schaik (2012) Current Biology;其他照片来自Schrauf et al. (2012) PLoS ONE.