Шимпанзе-інженери: гнучкість знарядь — ключ до еволюції

Шимпанзе, наші найближчі живі родичі, давно відомі своєю здатністю використовувати знаряддя праці. Проте нове дослідження, проведене міжнародною командою вчених, виявило раніше невідомий рівень складності у їхній поведінці: шимпанзе діють як справжні інженери, цілеспрямовано обираючи матеріали для своїх інструментів на основі їхніх фізичних властивостей, зокрема гнучкості. Це відкриття, опубліковане в престижному науковому журналі iScience, має значні наслідки для розуміння не лише когнітивних здібностей шимпанзе, але й еволюції технологій у ранніх людей.

Дослідження проводилося в Національному парку Гомбе-Стрім у Танзанії, місці, яке стало відомим завдяки піонерській роботі Джейн Гудолл. Багатопрофільна команда включала фахівців зі Школи антропології та музейної етнографії Оксфордського університету, Інституту еволюційної антропології Макса Планка, Інституту Джейн Гудолл в Танзанії, Університету Алгарве та Університету Порту в Португалії, а також Лейпцизького університету. Їхня увага була зосереджена на одній з найвідоміших форм інструментальної діяльності шимпанзе — «риболовлі» на термітів.

Терміти є надзвичайно цінним джерелом їжі для шимпанзе, забезпечуючи їх енергією, жирами, вітамінами, мінералами та білком. Щоб дістатися до цих комах, які ховаються глибоко у своїх складних підземних гніздах, шимпанзе використовують тонкі зонди — спеціально підготовлені гілочки або стебла трави. Внутрішня структура термітника складається з вузьких, звивистих тунелів. Дослідники висунули гіпотезу, що для успішного переміщення цими лабіринтами та вилучення комах гнучкіші знаряддя будуть значно ефективнішими, ніж жорсткі. Саме гнучкість дозволяє інструменту огинати перешкоди та проникати глибше.

Щоб перевірити цю гіпотезу, перша авторка дослідження, доктор Алехандра Паскуаль-Гаррідо з Оксфордського університету, яка понад десять років вивчає матеріали для знарядь шимпанзе в Гомбе, використала інноваційний підхід. Вона привезла до Гомбе портативний механічний тестер — прилад, що дозволяє виміряти силу, необхідну для згинання матеріалу. За допомогою цього пристрою вчені ретельно виміряли гнучкість рослинних матеріалів, які шимпанзе регулярно використовували для лову термітів, та порівняли їх з характеристиками рослин, доступних у тому ж середовищі, але які тварини ніколи не обирали для цієї мети.

Результати виявилися вражаючими. Рослинні види, які шимпанзе ігнорували, були в середньому на 175% жорсткішими, ніж ті, яким вони надавали перевагу. Це свідчить про чіткий вибір на користь гнучкості. Більше того, аналіз показав, що навіть серед рослин, які росли безпосередньо біля термітників, ті екземпляри, що мали явні ознаки регулярного використання шимпанзе (обламані гілки, знята кора), давали значно гнучкіші знаряддя, ніж сусідні рослини того ж виду, які не мали слідів використання. Це вказує на те, що шимпанзе не просто обирають певний вид рослини, але й здатні оцінювати властивості конкретного екземпляра.

«Це перше всебічне свідчення того, що дикі шимпанзе обирають матеріали для знарядь для лову термітів на основі специфічних механічних властивостей», — зазначає Алехандра Паскуаль-Гаррідо. «Вони демонструють елементарне розуміння фізики матеріалів, що допомагає їм створювати ефективніші інструменти».

Цікаво, що певні види рослин, наприклад, з роду Grewia, використовуються для виготовлення знарядь для лову термітів популяціями шимпанзе, що мешкають на відстані до 5000 кілометрів від Гомбе. Це свідчить про те, що механічні властивості саме цих рослин можуть бути фундаментальною причиною такої поширеної переваги, а рудиментарні інженерні навички можуть бути глибоко вкорінені в культурі виготовлення знарядь у шимпанзе.

Таким чином, дикі шимпанзе, схоже, володіють тим, що можна назвати «народною фізикою» — інтуїтивним розумінням властивостей матеріалів, яке допомагає їм обирати найкращі інструменти для конкретного завдання. Їхня природна інженерна здатність полягає не просто у використанні будь-якої доступної палиці чи стебла; шимпанзе цілеспрямовано шукають і відбирають матеріали з тими механічними характеристиками, які підвищують ефективність їхніх знарядь для добування їжі.

«Цей новий підхід, що поєднує біомеханіку з вивченням поведінки тварин, допомагає нам краще зрозуміти когнітивні процеси, що лежать в основі виготовлення знарядь шимпанзе, та те, як вони оцінюють і вибирають матеріали на основі їхніх функціональних властивостей», — додає доктор Паскуаль-Гаррідо.

Результати дослідження ставлять важливі питання щодо того, як ці знання набуваються, зберігаються та передаються між поколіннями. Можливо, молоді шимпанзе навчаються, спостерігаючи за своїми матерями та використовуючи їхні знаряддя. Також залишається відкритим питання, чи керуються шимпанзе подібними механічними принципами при виборі матеріалів для виготовлення інших знарядь, наприклад, для поїдання мурах чи збирання меду.

Однак значення цього відкриття виходить за межі приматології. «Це дослідження має важливі наслідки для розуміння того, як люди могли розвинути свої надзвичайні здібності до використання знарядь», — пояснює доктор Адам ван Кастерен з відділу походження людини Інституту еволюційної антропології Макса Планка, фахівець з біомеханіки та еволюційної біології.

Матеріали, що швидко псуються, такі як деревина чи рослинні волокна, з яких виготовлялися найдавніші знаряддя, надзвичайно рідко зберігаються в археологічному літописі. Це створює значні труднощі для реконструкції ранніх етапів людських технологій. Проте, як наголошує ван Кастерен, механічні принципи, що лежать в основі ефективної конструкції та використання знарядь, залишаються незмінними для різних видів і в різні часи. Вивчаючи, як шимпанзе — наші найближчі родичі — обирають матеріали на основі їхніх структурних та механічних властивостей, ми можемо краще зрозуміти фізичні обмеження та вимоги, які діяли і щодо використання знарядь ранніми гомінінами.

Такий порівняльний функціональний підхід відкриває нові перспективи для вивчення тих аспектів ранніх технологій та когнітивних здібностей наших предків, які не збереглися у вигляді викопних артефактів. Розуміння того, як шимпанзе інтуїтивно застосовують принципи фізики для вирішення інженерних завдань, дає нам унікальну можливість зазирнути у глибоке минуле еволюції інтелекту та технологічної майстерності.