Knackende Kapuziner

Junges Männchen 'Spot' benutzt einen Steinhammer und einen Amboss, um eine Seemandelbaumnuss zu öffnen

Die Panama-Kapuzineraffen (Cebus capucinus imitator), die auf den Inseln Coiba und Jicarón im Coiba-Nationalpark, Panama, leben, stellen Wissenschaftler:innen vor ein faszinierendes Rätsel. Seit mindestens einem Jahrzehnt benutzen mehrere Gruppen von Kapuzineraffen auf diesen Inseln Steinwerkzeuge, mit denen sie Früchte, Nüsse und wirbellose Tiere knacken - ein Verhalten, das bisher bei keiner anderen Cebus-Gruppe auf der Welt beobachtet wurde (mehr dazu hier und hier). Warum ist dieses wahrscheinlich nützliche Verhalten nur auf einige Gruppen auf den Inseln beschränkt und fehlt bei allen Gruppen auf dem Festland? Meine Doktorarbeit zielt darauf ab, diese große Frage nach dem Warum zu beantworten (weitere Einzelheiten auf der übergeordneten ISLaS-Seite), indem ich nicht-invasive Methoden anwende, um mehr über das Wer, Wann, Wo und Wie der Verwendung von Steinwerkzeugen durch Coiba-Kapuziner zu erfahren.

 

Werkzeuggebrauch: vom Termitenfang bis zur Zahnbürste

Die Verwendung von Werkzeugen spielt eine zentrale Rolle im täglichen Leben von Menschen auf der ganzen Welt: Von Speeren über Dosenöffner bis hin zu Zahnbürsten verwenden wir eine Vielzahl von Werkzeugen, um alle möglichen Aufgaben zu erledigen und Problemen zu lösen. Wir halten uns für die geschicktesten Werkzeugnutzenden im Tierreich, und deshalb widmet sich ein Großteil der Forschung dem Verständnis der evolutionären Ursachen für die menschliche Werkzeugnutzung. Die Verwendung von Werkzeugen ist jedoch im Tierreich weit verbreitet; so verwenden Schimpansen beispielsweise Stöcke zum Termitenfang, und Bienen nutzen Tierkot als Abschreckung, um ihre Kolonien zu verteidigen. Die Verwendung von Werkzeugen stellt eine innovative Methode zur Lösung von Problemen oder zur Verbesserung der Effizienz von Aufgaben dar. Sobald sie bei einem Individuum auftritt, kann sie durch soziales Lernen auf andere Individuen übertragen werden. Die auf den Inseln Coiba und Jicarón lebenden Panama-Kapuzineraffen, die Werkzeuge nutzen, sind aus mehreren Gründen einzigartig. Sie sind nicht nur das erste bekannte Beispiel in der gesamten Gattung der Kapuzineraffen (Cebus), die Werkzeuge benutzen, sondern es handelt sich dabei auch um eine schlagende Steintechnik. Die regelmäßige Verwendung von Steinwerkzeugen, die außer beim Menschen nur bei Schimpansen, Langschwanzmakaken und Kapuzineraffen (Sapajus spp.) zu beobachten ist, hat vermutlich eine wichtige Rolle in der menschlichen Evolution gespielt. 

Als Teil des ISLaS-Teams unter der Leitung von Dr. Brendan Barrett befasse ich mich in meiner Doktorarbeit mit dem Werkzeuggebrauchsverhalten von Panama-Kapuzineraffen, die auf Coiba und Jicarón leben (nachfolgend Coiba-Kapuziner genannt). Ich möchte untersuchen, wer Werkzeuge nutzt, wann und wo sie benutzt werden und wie flexibel das Werkzeuggebrauchsverhalten ist. Diese Informationen werden uns helfen zu verstehen, warum der Werkzeuggebrauch in diesen Kapuzinergruppen aufkam, während er in anderen Gruppen nicht auftrat. Ganz allgemein wollen wir verstehen, welche sozialen und ökologischen Faktoren die Entstehung und Aufrechterhaltung des Werkzeuggebrauchs sowohl bei menschlichen als auch bei nicht-menschlichen Tieren fördern.

Durchführung von nicht-invasiver Forschung

Kontrolle des Winkels einer Kamerafalle für die Montage an einem Baumstamm mit Blick auf einen Amboss für den Werkzeuggebrauch
 

Mein Projekt stellt eine besondere methodische Herausforderung dar, da Jicarón eine unbewohnte, besonders abgelegene Insel ist und die Kapuzineraffen hier nicht an die Anwesenheit von Menschen gewöhnt sind. Außerdem vertrete ich die Ansicht, dass das Wohlergehen der Tiere ein zentraler Aspekt jeder Studie über das Verhalten von Tieren ist: Die Wissenschaft sollte nicht nur unser Verständnis der Welt um uns herum verbessern, sondern auch positive Auswirkungen auf die beteiligten Tiere (menschliche und nicht-menschliche gleichermaßen) haben. Ein Ziel meiner Doktorarbeit ist es daher, zu zeigen, dass seltene Verhaltensweisen wie der Gebrauch von Werkzeugen und soziale Lernprozesse mit minimalinvasiven Methoden effektiv untersucht werden können.

Kamerafallen spielen in meinem Projekt eine zentrale Rolle, da sie es uns ermöglichen, das Verhalten der Kapuzineraffen ferngesteuert aufzuzeichnen. Kamerafallen sind zwar nicht so invasiv wie die Verfolgung durch Beobachter oder das Anbringen eines GPS-Halsbandes, aber die Kapuzineraffen nehmen sie dennoch zur Kenntnis und nehmen sich die Zeit, sie zu untersuchen (und zu versuchen, sie auseinander zu nehmen). Daher befestigen wir die Kamerafallen in unzerstörbaren Gehäusen an Bäumen, sodass selbst der neugierigste Kapuzineraffe sie nicht aufbrechen kann. Da die Kameras auch Tiere erfassen, die keine Kapuzineraffen sind, haben sie den zusätzlichen Vorteil, dass wir die Vielfalt der im Coiba-Nationalpark lebenden Tiere erfassen können.

Wer nutzt Werkzeuge: Sex Bias oder Stichproben Bias?

Die einzige bestätigte weibliche Werkzeugnutzerin auf Jicarón, die einen Stein verwendet, um eine Seemandel zu öffnen.

Um zu verstehen, warum sich die Werkzeugnutzung zwischen Gruppen unterscheiden kann, ist es wichtig, die Unterschiede in der Tendenz zur Werkzeugnutzung zwischen Alters- und Geschlechtsklassen zu verstehen. Denn ein werkzeugnutzendes Verhalten kann sich nur dann auf andere Gruppen ausbreiten, wenn die Individuen, die Werkzeuge verwenden, in andere Gruppen vordringen und anschließend die Individuen in diesen Gruppen mit dem Verhalten vertraut machen. 

 

Bei den Panama-Kapuzineraffen sind die Männchen in der Regel das auswandernde Geschlecht, aber wir müssen verifizieren, ob dies auch für die Coiba-Kapuziner gilt. Nach derzeitigem Kenntnisstand verwenden die männlichen Kapuziner häufiger Steinwerkzeuge als die weiblichen, insbesondere auf der Insel Jicarón. Für diese Beobachtung gibt es eine Reihe von Erklärungen: So könnten die Steinwerkzeuge für die Weibchen zu schwer sein, um sie richtig zu benutzen, oder die Weibchen könnten an den Ambossplätzen von dominanteren Männchen verdrängt werden. Allerdings wurden mehrere Weibchen auf Coiba und mindestens eines auf Jicarón dabei beobachtet, wie sie erfolgreich mit Steinwerkzeugen arbeiteten (siehe Film oben), was zeigt, dass zumindest einige weibliche Kapuzineraffen in der Lage sind, Werkzeuge zu nutzen. Vielleicht verwenden die Weibchen sie aber auch nur weniger häufig als die Männchen? Geschlechtsspezifische Unterschiede in der Häufigkeit des Werkzeuggebrauchs wurden bei mehreren Primatenarten festgestellt, z. B. bei den Bartkapuzinern verwenden die Männchen auch häufiger Werkzeuge als die Weibchen, sodass dies eine plausible Erklärung ist.

Eine Haarfalle mit Ei 
 

Der beobachtete Geschlechtsunterschied könnte aber auch auf eine Verzerrung der Stichprobe zurückzuführen sein. Unsere Kamerafallen wurden nicht an zufälligen Orten aufgestellt, sondern meist auf Ambosse in der Nähe von Seemandelbäumen gerichtet, deren Früchte häufig mit Werkzeugen geöffnet werden. Die meisten weiblichen Werkzeugnutzer auf Coiba (wo weibliche Werkzeugbenutzer offenbar häufiger anzutreffen sind) nutzen Werkzeuge, um Schnecken und Krebse zu essen, nicht Seemandeln. Wenn wir unsere Kameras also hauptsächlich an Seemandelbaumambossen platzieren, entgehen uns vielleicht Fälle, in denen Weibchen Werkzeuge nutzen. Neben der Untersuchung eines möglichen Geschlechtsunterschieds bei der Nutzung von Werkzeugen werde ich auch Altersunterschiede bei der Häufigkeit und Technik der Werkzeugnutzung untersuchen.

Um die Frage zu beantworten, wer die Werkzeuge nutzt, muss ich einzelne Kapuzineraffen in den Aufnahmen der Kamerafallen voneinander unterscheiden können. Zu diesem Zweck werde ich von einer Kooperation des ISLaS-Projekt und der Gruppe von Prof. Chuck Stewartam RPI profitieren, die an der Entwicklung neuronaler Netze arbeitet, mit der einzelne Kapuzineraffen auf Kamerafallenbildern erkannt werden können. Wir werden auch DNA-Proben verwenden, die wir über Kotproben und Haarfallen erhalten, um Informationen über die Gruppenzusammensetzung und die Ausbreitungstendenzen zu erhalten, was für das Verständnis der möglichen geschlechtsspezifischen Unterschiede bei der Nutzung von Werkzeugen entscheidend ist. Dazu legen wir ein begehrtes Nahrungsmittel (z. B. ein Ei) in ein mit Klebeband ausgekleidetes Röhrchen. Wenn die Kapuzineraffen nach dem Futter greifen, erhalten wir eine Haarprobe, (die die DNS enthält) ohne einen invasiven Eingriff.

Wo und wann: Ort und Zeitpunkt des Werkzeugeinsatzes

Eine mögliche Erklärung dafür, warum der gewohnheitsmäßige Gebrauch von (Stein-)Werkzeugen an den Langzeitstudienstandorten von Cebus nie auftrat, auf Coiba und Jicarón jedoch schon, könnte darin liegen, dass Coiba und Jicarón Inseln sind. Regelmäßiger Werkzeuggebrauch wird bei vielen endemischen, auf Inseln lebenden Arten beobachtet (z. B. Neukaledonische Krähen) oder ist auf Populationen beschränkt, die auf Inseln leben (z. B. birmanische Langschwanzmakaken).  Aufgrund ihrer Größe und ihrer Isolation vom Festland herrschen auf Inseln einzigartige Umweltbedingungen, die Artenreichtum und Vielfalt des Nahrungsangebots verringern. Für Coiba-Kapuziner hat dies jedoch auch einen Vorteil: Auf beiden Inseln gibt es keine großen terrestrischen Raubtiere. Wahrscheinlich sind Coiba-Kapuziner deshalb viel mehr auf dem Boden unterwegs als ihre Artgenossen auf dem Festland. Sie bewegen sich auf dem Boden fort, gehen dort auf Nahrungssuche und schlafen sogar auf dem Waldboden.

Überreste einer Krabbe auf einem Amboss, neben einem Hammerstein

Ich möchte untersuchen, wie das Leben auf Inseln und die Verwendung von Werkzeugen das tägliche Aktivitätsmuster und die Lebensraumnutzung der Coiba-Kapuziner verändert haben. Sowohl werkzeugnutzende als auch nicht werkzeugnutzende Coiba-Kapuziner nutzen Gezeitenressourcen wie Krebse (siehe Bild) und Schnecken, die nur bei Ebbe verfügbar sind. Wie wirken sich diese dynamischen, hochwertigen Ressourcen mit schwankender Verfügbarkeit auf die täglichen Aktivitätsmuster und die Raumnutzung aus? Dies kann sich auch zwischen werkzeugnutzenden und nicht werkzeugnutzenden Gruppen unterscheiden, da die Werkzeugnutzenden Zugang zu einer größeren Bandbreite an Gezeitenressourcen haben.

Die Kamerafallen spielen eine entscheidende Rolle bei der Beantwortung dieser (und weiterer) Fragen. Kamerafallen können entweder an gezielten Orten aufgestellt werden, die wahrscheinlich von den interessierenden Tieren aufgesucht werden (z. B. an einem Ort, an dem Werkzeuge genutzt werden), oder in einem systematischen Raster / an zufälligen Orten im Verhältnis zur Bewegung der Tiere. Mit beiden Methoden werde ich Daten über die Coiba-Kapuziner zu sammeln, um detaillierte Informationen über das Werkzeugnutzungsverhalten selbst sowie allgemeinere Informationen über die tägliche Aktivität, Gruppenzusammensetzung und Fortbewegung zu erhalten.

Wie Werkzeuggebrauch Flexibilität beeinflusst: Wenn Werkzeuge nicht mehr so funktionieren wie früher

Ein junger Kapuzineraffe aus einer Gruppe, die keine Werkzeuge nutzt, untersucht einen experimentellen Amboss
 

Nicht alle Gruppen von Coiba-Kapuzinern scheinen Werkzeuge zu nutzen: Auf jeder Insel wurde mindestens eine Gruppe bei der Benutzung von Werkzeugen beobachtet, aber die derzeitigen Erkenntnisse deuten darauf hin, dass auf den übrigen Inseln keine Werkzeuge genutzt werden. Dies bietet die einmalige Gelegenheit, nicht-invasive Experimente durchzuführen, die sowohl einen Vergleich zwischen den Werkzeugnutzern auf den beiden verschiedenen Inseln als auch eine natürliche Kontrollgruppe von Nicht-Werkzeugnutzern auf jeder Insel ermöglichen. Wir planen, diese Situation zu nutzen, um den gleichen Versuchsaufbau auf mindestens vier Gruppen anzuwenden: eine Gruppe von Werkzeugbenutzern und eine Gruppe von Nicht-Werkzeugbenutzern sowohl auf Jicarón als auch auf Coiba.

In dem Experiment werden wir untersuchen, wie Werkzeugnutzer auf Veränderungen der Ressourceneigenschaften reagieren, die die Effizienz der Werkzeugnutzung verringern. In dieser Situation müssen Kapuzineraffen, die Werkzeuge benutzen, ihr Verhalten flexibel an die neue Situation anpassen, indem sie entweder den Einsatz von Werkzeugen zugunsten alternativer Strategien unterlassen - die in der Vergangenheit nie den höchsten Gewinn abwarfen - oder indem sie neue Techniken erfinden. Schränken das Gedächtnis und die lange Abhängigkeit vom Werkzeuggebrauch die Fähigkeit der Tiere ein, zu lernen und ihr Verhalten flexibel anzupassen? Wenn diese Herausforderung überwunden wird, wie verbreitet sich das Wissen um diese Lösung in der Gruppe?

Schnecken an der Küste von Jicarón, die sowohl von werkzeugnutzenden als auch von nicht werkzeugnutzenden Coiba-Kapuzinern verzehrt werden und als Grundlage für das Experiment dienen sollen.

Wir planen, zwei Versuchsambosse (siehe Bild) an Orten zu platzieren, die sich im häufig aufgesuchten Bereich jeder Gruppe befinden, und um sie herum Kameras zu platzieren, um Kapuzineraffen um und auf den Ambossen aus verschiedenen Blickwinkeln zu filmen. Das von uns vorgeschlagene Experiment wird aus zwei Phasen bestehen: einer Basis- und einer Versuchsphase. Während der Basisphase wird jeder Amboss mit einem Eimer Schnecken geködert, die an der Küste der Inseln vorkommen (siehe Bild) und häufig sowohl von Werkzeugbenutzern als auch von Nicht-Werkzeugbenutzern verzehrt werden. Indem wir detailliert aufzeichnen, wie die Kapuzineraffen diese Schnecken verzehren, können wir Informationen über die Unterschiede in der Technik des Werkzeuggebrauchs zwischen den beiden Inseln erhalten und wie effizient der Werkzeuggebrauch im Vergleich zum Nichtgebrauch von Werkzeugen ist. In der Versuchsphase werden die vertrauten Schnecken durch eine andere Art ersetzt, die tiefer in der Gezeitenzone der Inseln lebt: Die Kapuzineraffen sind ihr wahrscheinlich noch nie begegnet, aber es handelt sich um eine natürlich vorkommende Art in ihrem Lebensraum. Der "Haken" an diesen Schnecken ist, dass sie eine härtere Schale haben und nicht mit Werkzeugen geöffnet werden können. Diejenigen, die keine Werkzeuge benutzen, können wahrscheinlich weiterhin die Schnecke auf den Boden klopfen, bis sie aus ihrem Gehäuse fällt, aber die Nutzer von Werkzeugen werden nun gezwungen sein, entweder dieses Verhalten zu übernehmen oder eine neue Lösung zu finden.

Die Daten, die wir aus diesem Experiment erhalten, werden mit Hilfe von EWA-Modellen analysiert, um festzustellen, ob und wie sich neue Innovationen verbreiten, und um individuelle Unterschiede im Wechselverhalten und in der Erkundung verschiedener Techniken abzuschätzen. Bevor wir ins Feld gehen, werde ich die Daten auf der Grundlage meines Versuchsplans simulieren, um sicherzustellen, dass die von mir vorgeschlagenen Methoden die angenommenen Lernstrategien berücksichtigen können, und um zu gewährleisten, dass wir das Experiment so effizient wie möglich durchführen. Wir wollen zwar die Flexibilität des Werkzeuggebrauchs dieser Kapuzineraffen untersuchen, aber wir wollen ihr natürliches Verhalten nicht dauerhaft verändern (z. B. das Aussterben der Tradition des Werkzeuggebrauchs verursachen). Daher haben wir die Aufgabe so gestaltet, dass sie den natürlichen Umständen so nahe wie möglich kommt, indem wir keine neuen Reize verwenden, sondern die bereits in ihrer Ernährung enthaltenen Nahrungsressourcen anpassen.

 

 

 

Möchten Sie mehr erfahren über ...

Die Coiba-Kapuziner oder die Inseln Coiba und Jicáron? Werfen Sie einen Blick auf die ISLaS-Seite, die das übergreifende Projekt mit den Coiba-Kapuzinern beschreibt.

Das Verhalten von Kapuzineraffen in Festlandspopulationen? Sie können das tägliche Leben eines Kapuziners hier erkunden, how to be a monkey

Nutzen Tiere Werkzeuge? Schauen Sie sich diesen Mini-Überblick über die Verwendung von Werkzeugen im Tierreich an: Animal Tool-Use (2010) oder diesen interaktiven Katalog von Tieren, die Werkzeuge benutzen, von National Geographic

Weitere Informationen über nicht-invasive Forschung und Ethik

Das Wohlergehen und die Ethik der Forschung mit Wildtieren: Eine Fibel (2020)

Ein Überblick über die Faktoren, die bei der Verwendung von Kamerafallen zur Untersuchung des Tierverhaltens im Hinblick auf die Ökologie und den Schutz von Wildtieren zu berücksichtigen sind (2020)

Fotos von Brendan J. Barrett und dem Max-Planck-Institut für Tierverhalten

Geschrieben von Zoë Goldsborough, Abteilung für die Ökologie der Tiergesellschaften

 

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