W poszukiwaniu małpiego rozumu

Copernicus Festival w Krakowie!

Hasłem przewodnim drugiej edycji jest „Geniusz”.

• Prof. Matsuzawa na Festiwalu Kopernika – w piątek 22 maja
• Dowiedz się więcej na stronie festiwalu copernicusfestival.com
• Przeczytaj więcej w katalogu festiwalowym
• Co, gdzie i kiedy na Festiwalu? Zobacz kalendarz wydarzeń

Krzywe zwierciadło

Z biologicznego punktu widzenia ludzie i szympansy są do siebie bardziej podobni, niż sugerowałyby to fizjonomia czy warunki życia typowych przedstawicieli obu gatunków. Ludzi i szympansy różni zaledwie 1,5–4% materiału genetycznego (w zależności od wyboru metody porównań), a nasz ostatni wspólny przodek mógł żyć jeszcze 5 mln lat temu. Dla biologów to niewielkie różnice i dość krótki okres. Mniej więcej wtedy, gdy rozdzieliły się linie filogenetyczne ludzi i szympansów, z afrykańskich lasów i sawann zniknął także ostatni wspólny przodek słonia afrykańskiego i indyjskiego.

Wszystkie cechy każdego organizmu są wypadkową wpływu jego genów i środowiska, w którym żyje. Informacja genetyczna kodowana jest za pomocą czterech zasad azotowych, łączących w pary nukleotydy, z których składają się cząsteczki DNA: adeniny, cytozyny, guaniny i tyminy, zapisywane w skrócie jako A, C, G i T. Zapis całego ludzkiego genomu w tym czteroliterowym alfabecie składałby się z trzech miliardów liter. Porównując genomy dwóch losowych osób, znaleźlibyśmy różnice w jednej literze na kilkaset (jesteśmy gatunkiem mało zróżnicowanym genetycznie), a w przypadku genomu losowo wybranego człowieka i szympansa – różnica byłaby w jednej na kilkadziesiąt. Gdyby je wydrukować w osobnych książkach, trudno byłoby zauważyć, że ich bohaterami są przedstawiciele różnych gatunków. Raczej oskarżylibyśmy naturę o nieumiejętnie zatuszowany plagiat. Zbliżone podobieństwo genetyczne występuje u typowych siostrzanych gatunków – koni i zebr, lwów i tygrysów, myszy i szczurów. Jeśli dla kogoś zebry to „konie w paski”, z perspektywy genetyki ludzie są po prostu „nagimi szympansami”.

Dzięki naszemu bliskiemu pokrewieństwu obserwowanie szympansów w naturalnym środowisku i testowanie ich umiejętności w laboratoriach może dostarczyć bezcennej wiedzy o nas samych: o korzeniach naszych praktyk społecznych, tendencji do określonego zachowania, rozwoju zdolności umysłowych – pozwala nam snuć wiarygodne hipotezy dotyczące ewolucji naszego rodzaju. Zaglądając w umysły małp, przyglądamy się własnej naturze. Co prawda odbitej w krzywym zwierciadle, ale nawet w takim można sporo zobaczyć, jeśli umie się z niego odpowiednio korzystać.

Oczywiście lepszym zwierciadłem naszej natury byłyby inne poprzedzające nas gatunki rodzaju ludzkiego (Homo). Wszystkie jednak wymarły, naszymi najbliższymi żyjącymi krewnymi są szympansy.

Wytwarzanie narzędzi

Do dziś wiele osób jest przekonanych, że jedną z unikalnych cech ludzkiej natury jest korzystanie z narzędzi, a przynajmniej ich wytwarzanie. W rzeczywistości pogląd ten został obalony w latach 60. ubiegłego stulecia dzięki Jane Goodall, która jako pierwsza zaobserwowała, że szympansy wytwarzają i używają licznych narzędzi – roślin i kamieni – m.in. do „łowienia” termitów i mrówek (małpy zrywają łodygi roślin, wsuwają je do kopca termitów czy mrowiska, a owady, których mir domowy został zakłócony, wskakują na łodygę, by po chwili wylądować w szympansich ustach).

Zespół Tetsuro Matsuzawy dokładnie przestudiował inne przykłady wykorzystania narzędzi przez szympansy. Najbardziej spektakularny dotyczy rozłupywania skorup orzechów palmy oleistej. Szympansy używają dwóch kamieni – cięższego, spłaszczonego jako „kowadła” i nieco lżejszego, bardziej obłego jako „młota”. Kładą orzech na kowadle i uderzają w niego młotem trzymanym w dominującej ręce (u większości prawej) – i po chwili rozkoszują się pożywnym nasionem. Robią to z dużym kunsztem, precyzyjnie dobierając siłę uderzenia, tak by rozbić skorupkę, ale nie uszkodzić nasiona. To jedyny, zdaniem Matsuzawy, przykład użycia przez małpy narzędzi „drugiego poziomu” – wymagających użycia trzech obiektów (kowadła, orzecha i młota) w odpowiedniej przestrzennej konfiguracji i właściwej czasowej sekwencji.

By czerpać czystą wodę gromadzącą się w trudno dostępnych miejscach, szympansy używają innych narzędzi. Zgniatają w ustach duże liście lub je przeżuwają, tworząc z nich coś w rodzaju gąbki lub kilkuwarstwowej harmonijki. Tak przygotowany czerpak zanurzają w zbiorniku i przenoszą w nim wodę do ust. Te roślinne „wiaderka” rozpadają się po kilkukrotnym użyciu, ale w afrykańskich lasach nie brakuje surowców do ich wyrabiania – szympansy ciągle przygotowują nowe.

Małpa kulturalna…

Tego rodzaju kamienne czy roślinne narzędzia nie są bezpośrednim produktem szympansich genów (rozszerzonym fenotypem, zgodnie z określeniem Richarda Dawkinsa), podobnym do tamy bobra, pajęczyny czy kopca termitów. Możemy wyciągnąć taki wniosek, ponieważ różne społeczności szympansów korzystają na różne sposoby z innych zestawów narzędzi. A to jest przejawem kultury i zróżnicowania kulturowego, tak powszechnego w ludzkich społecznościach.

Matsuzawa odkrył wiele kulturowych różnic u szympansów dzięki długoletnim obserwacjom prowadzonym w Bossou, w południowo-wschodniej Gwinei. Tam, na obszarze zaledwie 5-6 km² pierwotnego i wtórnego lasu równikowego, otoczonego sawanną i polami uprawnymi, żyje jedna, niemal całkowicie odizolowana społeczność szympansów, w okresie największego rozkwitu licząca 22 członków, obecnie – kilkunastu. Zaledwie 10 km dalej rozpościera się zalesiony masyw górski Nimba, zamieszkiwany przez tysiące szympansów. Pola uprawne i sawanny stanowią jednak naturalną barierę, która powstrzymuje szympansy z Bossou przed migracją na inne tereny i jednocześnie chroni je przed inwazją przybyszów z innych społeczności.

Obserwacje szympansów z Bossou prowadzone są od 1976 r. przez japońskich prymatologów. Matsuzawa trafił tam po raz pierwszy dziesięć lat później. Udoskonalił badania, organizując „polowe laboratorium”. Na jedno z odsłoniętych wzniesień (łatwych do nagrywania z wielu kamer) naukowcy dostarczyli stos ponumerowanych kamieni, z których część mogła zostać wykorzystana jako młoty i kowadła. W jednym z drzew wydrążono trzy otwory. Każdego dnia podczas kilkumiesięcznych ekspedycji organizowanych co roku naukowcy dostarczali tam orzechy i wlewali wodę do otworów w drzewie – po czym nagrywali, a następnie drobiazgowo analizowali zachowania gromadzących się w tym miejscu szympansów. Badaczy interesowały najdrobniejsze szczegóły – średnia waga kamieni używanych jako kowadła (2,5 kg) i młoty (1 kg) czy sposób wykonywania liściastych czerpaków na wodę. Udało się m.in. ustalić, że wszystkie szympansy z Bossou, jako jedyna społeczność w regionie, nie wykonują czerpaków przypominających gąbkę, ale kilkuwarstwowe harmonijki.

Jak szympansy przyswajają sobie praktyki kulturowe? U ludzi najważniejsze są dwa sposoby: nauka przez imitację („małpowanie”), do której spontaniczna i silna tendencja występuje u małych dzieci, oraz intencjonalne nauczanie (jak w szkole). Zdaniem Michaela Tomasella, szefa Instytutu Antropologii Ewolucyjnej Maxa Plancka w Lipsku, te dwa sposoby transmisji kulturowej doprowadziły w historii naszego gatunku do powstania „efektu zapadki”, umożliwiającego kumulatywny wzrost wytworów kulturowych, a w rezultacie powstanie ludzkich cywilizacji. Dzieci przyswajają sobie kulturowe dziedzictwo poprzednich pokoleń, mogą je rozwinąć i przekazać następnym generacjom.

…ale nie cywilizowana

Szympansy w żadnym miejscu na kuli ziemskiej nie stworzyły swoich cywilizacji. Badając różnice w sposobach transmisji kulturowej u szympansów i u ludzi, możemy wyjaśnić, dlaczego nie mieszkamy na planecie małp.
Matsuzawa i jego współpracownicy ustalili, że każdy szympans musi samodzielnie nauczyć się rozłupywać orzechy kamieniami, bez czynnej pomocy ze strony dorosłych. Nie przychodzi to łatwo – wbrew językowym pozorom małpy kiepsko małpują, przynajmniej w porównaniu z ludźmi. Ale dzięki towarzyszeniu dorosłym młode zaczynają interesować się orzechami. Przyglądają się czynnościom wykonywanym przez starszych krewnych, a następnie kombinują na własną rękę.

W pierwszej fazie nauki młode (do 18. miesiąca życia) jedynie bawią się pojedynczymi kamieniami lub orzechami. W wieku dwóch lat szympansy umieją stosować poszczególne elementy całej procedury, ale nie potrafią wykonać ich w odpowiedniej sekwencji przez kolejne półtora roku (np. uderzają kamieniem o kamień, kładą młot na orzechu, ale bez ustawionego kowadła itd.). Dopiero 3,5-letni szympans święci pierwszy sukces – zjada nasiona rozłupanego samodzielnie orzecha. Nie każdy osobnik potrafi się nauczyć tej techniki, a jeśli nie dokona tego do 7. roku życia, to nigdy nie uda mu się własnoręcznie rozbić skorupy (gdyby małpy miały przysłowia, to mogłyby powtarzać, że czego szympansi Jaś się nie nauczy, tego samiec Jan nie będzie umiał). Czerpanie wody za pomocą pogiętych czy przeżutych liści jest łatwiejsze – wszystkie dwuletnie szympansy radzą sobie z tym znakomicie.

Po pewnym czasie zespół Matsuzawy podrzucił szympansom z Bossou orzechy innego gatunku palmy, wcześniej im nieznane, wymagające alternatywnej techniki rozłupywania. Małpy długo nie potrafiły poradzić sobie z nowym wyzwaniem. Niektórym z nich udało się to dopiero wtedy, gdy do Bossou trafił szympans z jednej z grup zamieszkujących terytorium góry Nimba, gdzie rosły palmy rodzące ten rodzaj orzechów. Przybysz umiał je rozłupywać, a inne osobniki, podglądając go, po pewnym czasie nauczyły się nowej techniki.

Kulturowe zróżnicowanie szympansów obejmuje zatem również sposoby rozłupywania orzechów. Niektóre grupy nie robią tego wcale, inne (zamieszkujące Park Narodowy Tai w Wybrzeżu Kości Słoniowej) do rozłupywania orzechów używają nie kamiennych, lecz drewnianych narzędzi. Jeszcze inne grupy szympansów, żyjących w lasach Senegalu, robią coś bardziej zdumiewającego – odłamują gałęzie i wykorzystują je jako włócznie do polowania na galago, niewielkie małpiatki żyjące w dziuplach.

Mimo imponującego repertuaru zjawisk kulturowych szympansy uczą się wolno i rzadko rozprzestrzeniają tradycje kulturowe wśród sąsiednich społeczności. Nawet jeśli więc w jakiejś trafi się małpia wersja Leonarda da Vinci, to jej metody nie zostaną przyswojone przez pozostałych członków grupy (i innych grup) na tyle szybko, by mógł zajść efekt zapadki kulturowej, niezbędny dla powstania cywilizacji.

Szympansy i liczby

Mimo wszystko istnieją zadania, w których małpy radzą sobie lepiej niż ludzie. W dodatku powiązane są one z dziedziną, której rozwój jest być może naszym – ludzi – najważniejszym powodem do chluby: matematyką.

W 1977 r. Matsuzawa, wówczas 27-letni doktorant, świeżo zatrudniony w Instytucie Badawczym Naczelnych Uniwersytetu Kioto, rozpoczął pracę z kilkunastomiesięczną szympansicą nazwaną Ai. Był to czas dynamicznego rozwoju badań nad zdolnościami językowymi małp – w Stanach Zjednoczonych prowadzono równolegle projekty z wykorzystaniem amerykańskiego języka migowego oraz tzw. Yerkish, złożonego z graficznych symboli (leksygramów). Opisy tych eksperymentów trafiały na łamy najbardziej prestiżowych czasopism naukowych, takich jak „Science” i „Nature”, budziły jednak wiele kontrowersji i zarzutów ze strony licznych sceptycznie nastawionych przedstawicieli środowiska. Metodologicznie Matsuzawa czerpał z tych projektów pełnymi garściami, ale sam odcinał się od udziału w filozoficznych dyskusjach dotyczących „języka małp”. Interesowało go nie ocenianie, czy małpy mogą komunikować się jak ludzie, ale zbadanie samego procesu uczenia się przez nie symboli i wykonywania na nich różnych operacji. Bardziej niż język przedmiotem badań Matsuzawy były ogólne przejawy inteligencji u szympansów.

Najpierw nauczył Ai nazywać przy pomocy graficznych symboli różne elementy jej wzrokowego doświadczenia – kolory czy przedmioty. Badacze prezentowali szympansicy jakiś obiekt – np. piłkę – jednocześnie wyświetlając na ekranie komputera symbol, za naciśnięcie którego Ai była nagradzana. Po pewnym czasie szympansica zapamiętywała, że dany symbol odpowiada danemu obiektowi (lub kolorowi), i potrafiła poprawnie wskazywać symbole odpowiadające różnym prezentowanym jej obiektom.

Następnie Ai poznała kardynalny aspekt liczby – potrafiła wiązać konkretną ilość (np. trzy jabłka) z graficzną reprezentacją liczby (3). Początkowo były to po prostu odpowiadające liczbom zbiory kropek, później zastąpione cyframi arabskimi. Po wielu miesiącach żmudnych treningów nadszedł czas na naukę najtrudniejszego aspektu liczby – porządkowego, który wymaga uświadomienia sobie np., że liczba cztery to więcej niż trzy i mniej niż pięć. Metoda nauczania wyglądała podobnie jak w przypadku wcześniejszych zadań – szympansicy prezentowano najpierw dwie liczby (1 i 2) i nagradzano ją za naciśnięcie ich w odpowiedniej kolejności, po jakimś czasie dodawano kolejne. Po wielu próbach Ai była w stanie porządkować wyświetlane liczby od 1 do 9 zarówno w kolejności rosnącej, jak i malejącej. Co więcej, gdy liczby wyświetlane były tylko na ułamek sekundy (a następnie maskowane białymi kwadratami), Ai rozwiązywała zadanie szybciej i z większą poprawnością niż ludzie. Prawdziwym zwieńczeniem jej wspaniałych zdolności było nauczenie się kardynalnego i porządkowego aspektu liczby zero. Obecnie Ai posługuje się więc liczbą, której nie używali nawet… starożytni Rzymianie!

Kraj kwitnącej prymatologii

Choć, jak widzieliśmy, szympansy przejawiają kulturę, my, ludzie, rozwinęliśmy ją w zdecydowanie większym stopniu i bardziej od niej jesteśmy uzależnieni. Metodami transmisji kulturowej uczymy się języka, zdobywamy wiedzę o świecie i funkcjonowaniu naszego społeczno-kulturowego środowiska. Wpływy kulturowe kierują nas również na konkretne ścieżki zawodowych karier.

Naukowa kariera Tetsuro Matsuzawy rozwijała się w Japonii, kraju o dużych tradycjach prymatologicznych, zrodzonych z przyczyn zarówno naturalnych, jak i kulturowych. Ani w Europie, ani w Stanach Zjednoczonych, skąd pochodzi większość prymatologów, nie żyje na wolności żaden gatunek naczelnych (nie licząc człowieka). Japońskie wyspy zamieszkuje jeden gatunek makaków (macaca fuscata, zwany też „śnieżną małpą”), który od dawna jest częścią japońskiej kultury i folkloru.

Japońska prymatologia narodziła się kilka lat po zakończeniu II wojny światowej, zdarzenia odsłaniającego ciemną stronę ludzkiej natury, zwłaszcza w Japonii – kraju należącego do obozu agresorów. Rozpoczynając obserwacje małp na wyspie Koshima, japońscy prymatolodzy poszukiwali odpowiedzi na pytania, skąd w człowieku tendencja do stosowania przemocy i zadawania innym cierpienia.

To na tej wyspie w 1953 r. po raz pierwszy zaobserwowano, że samica makaka japońskiego nazwana Imo płucze pokryte piaskiem bataty w wodzie. To odkrycie o ogromnym znaczeniu nie tylko ze względu na niezaprzeczalną pomysłowość tej małpy, ale przede wszystkim dlatego, że w ciągu następnych lat zwyczaj ten rozprzestrzenił się w całej populacji, co skrupulatnie notowali japońscy badacze. W 1958 r. niemal co piąty dorosły makak ze stada liczącego kilkadziesiąt osobników mył bataty, w 1962 r. robiło to już trzy czwarte osobników powyżej drugiego roku życia.

Imo, nazywana „małpim Galileuszem”, przeszła do historii jako kolejny obok Ai najsłynniejszy japoński przedstawiciel naczelnych różnych od człowieka. ©

Profesor TETSURO MATSUZAWA (ur. 1950) jest światowej sławy prymatologiem, od początku swojej kariery akademickiej związanym z Uniwersytetem Kioto (rozpoczął od studiów filozoficznych i psychologicznych). Od 1976 r. zatrudniony w Centrum Badawczym Naczelnych (w latach 2007–2013 był szefem tego instytutu) Uniwersytetu Kioto, gdzie zajął się badaniem szeroko rozumianej inteligencji różnych gatunków małp. Światowe uznanie przyniósł mu „Projekt Ai”, w ramach którego uczył szympansy operacji numerycznych – przede wszystkim rozpoznawania i porządkowania małych liczb naturalnych. Jego najbardziej znaną podopieczną jest szympansica Ai, której imię (od japońskiego słowa „miłość”) oddaje nastawienie prof. Matsuzawy do partnerów – profesor obraziłby się za nazwanie małp „obiektami” – jego badań. Szkolone przez prof. Matsuzawę szympansy w wielu testach numerycznych radzą sobie lepiej niż ludzie.

Poza licznymi eksperymentami laboratoryjnymi prof. Matsuzawa przeprowadził również szereg badań terenowych na różnych gatunkach naczelnych. Aktualnie piastuje wiele prestiżowych i honorowych funkcji – jest m.in. redaktorem naczelnym branżowego żurnalu „Primates”, a także prezydentem Międzynarodowego Towarzystwa Prymatologicznego i dyrektorem generalnym Japan Monkey Centre. Autor ponad 130 artykułów naukowych, a także redaktor najważniejszych książek poświęconych zdolnościom poznawczym różnych naczelnych i ich zachowaniom oraz strategiom życiowym w środowisku naturalnym.

Łukasz Kwiatek