Facial wound of adult male orangutan Rakus (photo taken two days before applying the plant dressing) by Armas/Suaq Project

突破性发现:红毛猩猩首次被发现用药草处理伤口

Self portrait by Dr. Isabelle Laumer, Cognitive Biologist, Germany
Self portrait, Image credit: Dr. Isabelle Laumer

突破性发现:红毛猩猩首次被发现用药草处理开放性伤口

最近,马克斯·普朗克动物行为研究所(Max Planck Institute of Animal Behavior)和印度尼西亚国立大学的生物学家做出了突破性的观察。首次发现一只野生动物用药用植物治疗伤口。这一行为记录在一只雄性苏门答腊猩猩身上,它用一种具有抗炎和止痛特性的攀缘植物的树液治疗面部受伤。该发现揭示了药用植物在伤口护理中可能具有古老的进化起源。

《科学报告》上发表的研究中,来自德国康斯坦茨马克斯·普朗克动物行为研究所和印度尼西亚国立大学的认知和进化生物学家报告了这一发现。研究由Caroline Schuppli博士和Isabelle Laumer博士领导,在印度尼西亚Suaq Balimbing研究地点进行。观察中,雄性猩猩拉库斯(Rakus)被发现用咀嚼过的Fibraurea tinctoria植物叶子涂抹在伤口上。这种植物在东南亚传统医学中因其疗效广为人知。研究表明,拉库斯的行为是有意且专注,标志着动物自我药疗研究的重要发现。这一行为展示了猩猩复杂的认知能力和解决问题的能力,促使进一步探讨人类和其他类人猿使用药用植物的进化根源。以下是与Isabelle Laumer博士的问答,提供了更详细的解释和发现的意义。

Facial wound of adult male orangutan Rakus (photo taken two days before applying the plant dressing) by Armas/Suaq Project
Facial wound of adult male orangutan Rakus (photo taken two days before applying the plant dressing). Image credit: Armas/Suaq Project

问: 你的研究强调了拉库斯不仅将植物汁液涂在他的伤口上,还用嚼碎的叶子覆盖伤口。你能告诉我们你是如何开始这项研究?以及为什么要进行这项研究?
答: 该研究自1994年以来一直在此地进行。这里是一片泥炭沼泽森林,栖息着大约150只极度濒危的苏门答腊猩猩。该研究由卡尔·范·沙克教授(Professor Dr. Carl van Schaik)创立,他当时在寻找一个适合研究这些猩猩的地点。他发现这里的猩猩相对较为社交,主要原因是这里有丰富的水果供应和已建立的等级制度。这意味着我们在这里观察到的猩猩打斗和受伤的情况较少。这个地点不是一个保护区,而是一片猩猩自由生活的野生森林。

雌性通常留在该地区,而雄性猩猩在青春期或青春期后会分散开来,以建立新的领地。例如,拉库斯并不是出生在Suaq。我们在2009年首次观察到他,当时估计他大约20岁。他来自研究区域外,并在Suaq Balimbing研究区内建立了自己的栖息地。这个地点完全是野生,没有围栏,允许猩猩自由进出而不受人为干扰。

问: 能否简单介绍一下你的教育背景以及你为什么对这个领域感兴趣?
答: 我是一名认知生物学家。最初,我研究的是小葵花凤头鹦鹉,这是一种印尼鸟类,以其聪明和使用、制作及创新工具的能力而闻名。在攻读博士学位期间,我还研究了另一种同样使用工具的印尼物种——猩猩。研究这种高度智能的鸟类和猩猩为探索工具使用的进化提供了绝佳的机会。

我一直对类人猿特别感兴趣,尤其是因为它们濒临灭绝。对我来说,研究濒危动物至关重要。了解它们的行为和智力让我能够与他人分享这些见解,强调它们与人类的惊人相似性。这种意识不仅对其他研究人员重要,对公众也同样重要,因为它能促进更广泛的理解并推动保护这些非凡生物的努力。

问: 劳默博士,你能描述一下首次观察到雄性苏门答腊猩猩拉库斯使用Fibraurea tinctoria治疗面部伤口的情景吗?你的初步反应是什么?
答: 实际上,这些观察是由我们的现场研究团队所完成。我们看到拉库斯有一个面部伤口,我们认为这是与邻近雄性猩猩打斗所造成。这一推测基于当时发生的几次长呼叫声对抗。长呼是一种由雄性发出的复杂叫声,具有吸引雌性和驱逐其他雄性的双重作用。

我们听到了这些雄性之间的长呼对抗,表明它们之间存在紧张和冲突。之后,拉库斯被发现有面部伤口。值得注意的是,当时这个特定区域内没有主导雄性,这可能导致了雄性之间的激烈冲突。

問:你的研究強調拉庫斯不僅將植物汁液塗在傷口上,還用咀嚼過的葉子覆蓋傷口。你能解釋一下這種多步驟治療過程的重要性嗎?
答:首先,我應該提到,Suaq Balimbing 研究地點的猩猩很少以這種特殊植物爲食。在大約390,000次進食記錄中,只有0.3%顯示它們食用了這種植物。讓我解釋一下我們的觀察是如何進行。每天早上,我們會開始觀察猩猩離開夜巢的情況,持續到大約12小時後它們在另一棵樹上築新的夜巢。由於它們在樹上高處築巢睡覺,我們的團隊會整天觀察它們,每兩分鐘進行一次行爲掃描,以準確記錄紅毛猩猩的行爲。

除了這些掃描,我們還記錄其他感興趣的行爲,例如工具使用和社交互動。在日常觀察中,團隊注意到拉庫斯有一個傷口。後來,觀察到他在進食一種藤本植物,這是一種攀緣植物。起初看到他進食了13分鐘,然後他停止吞嚥,但繼續咀嚼,將嘴裏的植物汁液反覆塗抹在傷口上,持續約七分鐘。最後,他用嚼碎的葉子覆蓋傷口,形成看起來像綠色繃帶或膏藥。這種多步驟過程表明了一種有意識且可能是學習後的行爲,利用植物的藥用特性進行傷口處理。

問:在你的研究中,你認爲這種行爲可能是通過個人創新而出現。你能討論一下紅毛猩猩這種創新行爲的潛力以及它們的認知能力嗎?
答:這種行爲似乎是有意且非常有目的性,因爲拉庫斯不止一次地重複做了這件事。他不僅塗抹了植物汁液,還用咀嚼過的葉子覆蓋傷口,專門針對他的傷口,而不是其他地方。整個過程花了相當長的時間,第二天他甚至還繼續食用這種植物。有趣的是,我們觀察到拉庫斯在恢復期間休息了超過50%的時間,這很不尋常,但可能有助於他的傷口癒合,就像睡眠有助於人類康復一樣。

拉庫斯自己學會了使用這種植物,這一事實體現了個人創新。當動物發現或發明新行爲時,那就是創新。我曾對紅毛猩猩和戈芬氏鳳頭鸚鵡進行過關於鉤工具創新的研究。在紅毛猩猩的研究中,它們必須用一根鐵絲從管子中取出食物獎勵,這需要將鐵絲彎成鉤形。這個任務涉及多個步驟和解決問題的技能。人類兒童通常只有在八歲時才能解決這個任務,因爲負責多步驟問題解決的大腦區域在此時才發展成熟。

在我對紅毛猩猩的測試中,兩隻雌性在第一次嘗試時就成功地彎曲了鐵絲並取出了獎勵。這表明在鉤工具創新方面,紅毛猩猩的認知水平與八歲的人類兒童相似。它們展示了出色的解決問題能力和對工具使用的理解,突顯了它們先進的認知能力。

問:你認爲拉库斯是從別人那裏學來的嗎?
答:有可能。有兩種可能的情況:他自己學的或從別人那裏學的。如果他自己發現的話,那可能就是偶然發生。例如,他可能碰到了植物汁液,注意到它有止痛的作用,於是反覆使用。這次可能是我們第一次觀察到他這樣做,但他以前可能已經使用過,只是我們沒有注意到。

或者,他可能是在社交中學會這種行爲。紅毛猩猩是非常出色的社會學習者,由於拉庫斯並不是這個研究區域的原生個體,他可能從他的出生地學來,也許是從他的母親或其他紅毛猩猩那裏學到。紅毛猩猩會展示窺視行爲,即非常近距離地觀察其他紅毛猩猩,有時只有20釐米遠,以學習如何執行復雜的任務,比如打開堅硬的果實。這表明拉庫斯可能是通過觀察其他紅毛猩猩學會這種行爲,然後在需要時應用。

我們將繼續監測受傷的紅毛猩猩,以觀察是否會出現類似的行爲。儘管由於打鬥很少發生,受傷也很罕見,但我們曾看到另一隻雄性紅毛猩猩普魯託(Pluto)用豬籠草的雨水冷卻受傷的手指。這表明紅毛猩猩可能會使用各種自然資源進行治療,無論是通過社會學習還是個體創新

問:拉库斯使用的藤本植物在傳統醫學中以其鎮痛和退燒效果而聞名。你能詳細說明一下Fibraurea tinctoria的化學特性及與傷口癒合的相關性嗎?
答:Fibraurea tinctoria在民族藥醫學中因其抗炎、抗菌、抗真菌和止痛特性而被認可。它還具有退燒作用,這可能是拉库斯食用它的原因。這一觀察尤其令人興奮,因爲這是首次記錄到野生動物使用藥用植物治療傷口。這種植物還用於治療瘧疾和糖尿病,展示了其在應對各種疾病方面的多功能性。

多項研究分析了Fibraurea tinctoria的特性,揭示了它的多種功能。該植物含有的化合物可以通過不同方式治療各種疾病。科學研究支持其傳統用途,確認了其在促進傷口癒合和治療其他疾病方面的有效性。這凸顯了傳統知識與現代科學理解之間的顯著重疊。

問:你提到拉库斯在受傷期間比平時休息得更多。你認爲這種行爲與植物治療結合在一起,對他的康復有何影響?
答:拉库斯的康復受到了他自我應用植物治療和增加休息的影響。這兩個主要因素可能幫助他更有效地癒合。四天後,傷口已經閉合,沒有感染的跡象。

從照片中可以看出,傷口的初始情況看起來相當嚴重,但在四天內顯著閉合。快速的癒合表明,藥用植物的藥效和額外的休息共同促成了他的快速康復。

問:你能告訴我們更多關於猩猩的壽命及其在Suaq Balimbing研究區的社交行爲嗎?
答:拉库斯當時大約32歲,但猩猩可以活到很老。例如,在Suaq Balimbing研究區,我們有一隻野生的雌性猩猩,據信年齡超過60歲,仍然很健康。

在這個地區大約有150只極度瀕危的蘇門答臘猩猩。猩猩通常被認爲是半社交或半獨居,這意味着它們大部分時間是獨居。然而,由於Suaq Balimbing地區水果資源豐富並有既定的統治等級,導致了更多的社交互動。例如,你可能會看到幾隻猩猩,有時多達8-9只,在一棵結果的樹上和平地進食。然而,它們不會形成永久的羣體;每隻猩猩都有自己的夜巢,除了母親和她們的寶寶。

猩猩與母親相處的時間很長,哺乳期大約到八歲。在此期間,它們從母親那裏學到很多,包括吃什麼、在哪裏找食物以及如何處理食物。例如,它們需要學習打開硬殼水果的技巧,並知道什麼時候水果是熟的。這種學習期一直持續到青春期,大約在12-13歲時,雄性會分散出去建立新的領地。即使成年後,猩猩仍會通過密切觀察其他猩猩來繼續學習,這種行爲被稱爲“窺視”。這在它們搬到新區域時尤爲重要,因爲它們需要適應不同的食物來源和技巧。

問:考慮到這是首次記錄猩猩使用生物活性物質進行傷口治療,這對我們理解非人類動物自我藥療行爲有何影響?
答:在此發現之前,我們知道某些動物羣體展示了可能與自我藥療相關的行爲。例如,有一組在加蓬的黑猩猩被觀察到捕捉蒼蠅,把它們在嘴裏,然後放在傷口上。然而,研究人員仍不知道這些蒼蠅的種類或它們是否具有任何藥用特性,因此不清楚這種行爲是否具有功能性目的還是僅僅是社會行爲。

類似地,在沙巴地區的一組婆羅洲猩猩被觀察到咀嚼一種不同的植物,Dracaena cantleyi,這種植物在民族藥醫學中用於治療骨骼和肌肉疼痛。這些猩猩咀嚼植物並將咀嚼過的材料塗抹在手臂和腿上,有時會包裹半小時以上。這表明它們可能瞭解植物的藥用特性。

拉库斯的案例非常重要,因爲這是首次記錄野生動物直接將藥用植物應用於傷口。這一觀察表明,自我藥療行爲在非人類動物中可能比以前認爲的更爲普遍。它還暗示我們與猩猩的共同祖先,生活在大約1300萬年前,可能表現出類似的行爲。這一發現豐富了我們對類人猿自我藥療進化根源的理解,並強調了這種複雜行爲中涉及的認知能力。

问:最后,你的发现对我们理解伤口治疗的进化起源以及不同物种(包括人类)识别和应用药用物质的潜在共同机制有何贡献?
答:人类、黑猩猩以及现在的猩猩都表现出了与伤口治疗相关的行为,表明大约1300万年前我们的最后共同祖先可能表现出类似的行为。这意味着识别和应用药用物质可能具有深远的进化根源。

我们的发现强调了我们与这些类人猿之间的相似之处多于差异,因为我们与它们共享97%的DNA。这一发现突显了长期野外研究类人猿的重要性。自1994年以来,团队的持续观察带来了显著的见解,持续的研究可能会揭示它们行为中更多令人惊叹的方面。

保护这些极度濒危物种及其栖息地对于保存它们的行为多样性至关重要。每失去一个个体意味着行为知识的重大损失。因此,建立更多的受保护雨林区域对于它们的生存和我们理解其复杂行为至关重要。

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我们要向Isabelle Laumer博士致以衷心的感谢,感谢她花时间与我们分享她团队的发现。理解拉库斯表现出的行为不仅揭示了猩猩的认知能力,还提供了关于药用植物使用的进化意义。这项研究强调了长期野外研究类人猿的重要性,并强调了保护这些极度濒危物种及其栖息地的必要性。