本文發表於《大眾科學》的前部落格網路,反映了作者的觀點,不一定反映《大眾科學》的觀點
在象牙海岸塔伊國家公園,一隻幼年黑猩猩看著她的母親小心翼翼地將一顆軟庫拉堅果放在一塊堅硬、扁平的石頭上。在另一隻手中,媽媽拿著一塊硬木。媽媽用她臨時的錘子砸堅果,一次,兩次,三次。敲碎外殼後,她取出可食用的部分,然後拿起另一顆堅果,再次開始這個過程。幼年黑猩猩也想要零食。即使她透過觀察族群中年長的黑猩猩學會了基本過程,但她至少要到六歲才能熟練掌握這種複雜的工具使用形式,自己敲開堅果。但這並不意味著她在此期間會停止嘗試。
在幾內亞、象牙海岸、賴比瑞亞和獅子山的野生黑猩猩中都觀察到了敲堅果的行為。除一個例外,在中非和東非的黑猩猩群體中從未見過敲堅果的行為,儘管事實上所有必要的成分——堅果、石頭、棍棒和樹根——在非洲大陸的這些地區都很豐富。敲堅果似乎需要的不僅僅是可用的工具和基本知識。即使在敲堅果的群體中,有些人一生都不會成功敲開堅果。
學習敲堅果所涉及的明顯複雜性背後的謎團促使一個研究小組,由維也納大學的Cornelia Schrauf領導,試圖弄清楚黑猩猩是如何選擇它們的敲堅果工具的。
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成功的敲堅果涉及到選擇合適的表面作為砧板。它應該是堅硬且相對平坦的。它還應該能夠防止堅果滾走。然後,黑猩猩需要選擇合適的錘子。它需要合適的形狀和大小。它需要足夠輕便以易於操作,但又足夠重以儘可能少地敲擊就能砸碎堅果。在塔伊森林中,黑猩猩為堅硬的熊貓堅果選擇石頭製成的錘子,但對於較軟的庫拉堅果,則選擇木製錘子。如果它們周圍只有石頭,它們會使用更重、更硬的石頭來敲熊貓堅果,而使用更輕的石頭來敲庫拉堅果。
然而,研究人員不確定黑猩猩是否真的將重量作為選擇錘子的主要考慮因素,因為重量與其他錘子的特徵(如尺寸、材料、形狀和密度)相關。
Schrauf和她的同事評估了一組圈養黑猩猩(Pan troglodytes)在三個不同的實驗中選擇錘子的方式。在第一個實驗中,他們提供了堅果和砧板,以及三個尺寸和形狀相同的不同錘子。儘管它們的尺寸相同,但立方體錘子的重量分別為300克、600克或1200克。第二個實驗與第一個實驗相同,只是錘子是球形的而不是立方體的。第三個實驗也使用了球形錘子,但研究人員在它們之間使用了更大的重量差異:200克、800克和1400克。
總的來說,在所有三個實驗中,黑猩猩都更喜歡較重的錘子。由於所有錘子在視覺上都是相同的,因此可以肯定的是,它們選擇較重的錘子僅僅是因為重量。此外,錘子越重,敲碎堅果所需的敲擊次數就越少,所需的時間也就越少。因此,研究人員有效地證實了黑猩猩至少隱含地理解了錘子的重量與其效率之間的關係。
當考慮每隻黑猩猩的個體反應時,結果變得更加有趣。Loi是該群體的首領雄性,是最熟練的敲堅果者,從第一個實驗開始就表現優於其他黑猩猩。他表現出對較重錘子的明顯偏好,從較輕的錘子換成較重的錘子的頻率高於從重的換成輕的。在第一個實驗的開始時,大多數其他黑猩猩對錘子幾乎沒有區別,但在第二個實驗的最初幾次試驗後,它們開始選擇較重的工具。到最後一個實驗結束時,大多數黑猩猩的表現與Loi的表現相當。事實上,到第三個實驗時,黑猩猩更可能在甚至嘗試使用較輕的錘子之前就將其換成較重的錘子。
另一方面,Natsuki是實驗中唯一的幼年黑猩猩,儘管與其他黑猩猩有相同的經驗量,但她的表現從未提高。即使在第三個實驗中,最重的錘子比最輕的錘子重七倍,她仍然沒有表現出偏好,選擇三個錘子的次數相同。在無法敲開堅果後,她也從未更換工具。研究人員表示,這與野外觀察結果一致。
總而言之,這些模式表明,經驗是獲得敲堅果專業知識的關鍵,但僅有經驗是不夠的。研究人員說:“成熟方面的因素在決定工具的選擇性和熟練程度方面也起著重要作用。”換句話說,幼年黑猩猩需要長大一些,才能準備好成功應對成人大小的任務。
人類靈長類動物能從中學到什麼教訓嗎?
Schrauf C, Call J, Fuwa K, Hirata S, (2012) 黑猩猩是否使用重量來選擇錘子工具?PLoS ONE 7(7): e41044. doi:10.1371/journal.pone.0041044
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圖片:標題照片來自van Schaik (2012) Current Biology;其他照片來自Schrauf et al. (2012) PLoS ONE.