Фигуры и узоры из камней: Окружающий мир. Какой узор или фигуру составить из камушков или камней?

Шаблоны мозаики в головоломках и занимательной математике

Помимо искусства и архитектуры, мозаичные рисунки можно найти во многих типах мозаичных головоломок , от традиционных головоломок и танграма до более современных головоломок, основанных на математике. Сочетая искусство и математику, большинство головоломок можно собирать разными способами, что делает их открытыми и поощряет творчество. Когда дело доходит до развлекательной математики, такие авторы, как Генри Дадни и Мартин Гарднер , много использовали мозаику в этой области.Известный своими головоломками и математическими играми, Дадни изобрел головоломку с разрезом на шарнирах — геометрическое сечение, в котором все части соединены в цепочку «шарнирными» точками, так что можно перемещать одну фигуру в другую. непрерывно раскачивая цепь, не разрывая каких-либо соединений. Математик и автор журнала Scientific American , Гарднер часто писал около реплик , форм, которые можно разрезать на меньшие копии той же формы.Его статьи в журнале Scientific American вдохновили многих математиков, интересующихся мозаикой. Одним из них был Роберт Рид , который охватывал различные области развлекательной математики, включая мозаику, геометрическое рассечение, теорию чисел, «квадраты в квадратах» и многое другое. Другим математиком, вдохновленным статьями Гарднера, была Марджори Райс , которая, несмотря на только среднее образование, открыла четыре новых мозаик с пятиугольниками.Одна из самых популярных задач тесселяции в развлекательной математике — это так называемое «возведение квадрата в квадрат» , мозаика целого квадрата с использованием только других целых квадратов. Задача может быть от простой до очень сложной в зависимости от установленных условий и ограничений.

Мозаика в искусстве

Связь между наукой, математикой и искусством — неизбежная вещь, о которой мы должны упомянуть, если мы хотим прокомментировать различные примеры мозаики в искусстве , ремеслах и архитектуре.Математики, ученые и художники руководят своей практикой, чтобы помочь нам лучше понять мир вокруг нас и задуматься над вопросами, которые определяют наше существование. Разделение между интуицией и жесткой, холодной логикой, о которой большинство из нас склонно думать, если думаем об искусстве и науке, часто размывается, и многие художники сосредоточили свое художественное производство на определенных научных и математических правилах. Золотое сечение в искусстве — это лишь один из различных инструментов, используемых художниками для создания изображений, отражающих тайны мира природы или для создания наиболее приятных для глаз изображений, и никто из нас не может упустить из виду повторений , геометрических форм , симметрия в некоторых из самых знаменитых произведений истории искусства или современных произведений искусства.

Самый известный в истории художник тесселяции, в настоящее время все еще очень любимый математиками и прочими, чья работа была сосредоточена на вопросах, касающихся природы зрительного восприятия , бесконечности и узоров — M.C. Эшер . Его использование мозаики в произведениях искусства, практика использования регулярных узоров, разделяющих плоскость, без его знаний в математике и ее принципах за пределами средней школы, очаровывает до сих пор.

М. К. Эшер и мозаичное искусство

Художник 20-го века Мауриц Корнелис Эшер создал некоторые из самых запоминающихся гравюр на дереве, литографии, меццо-тинты и рисунки , вдохновленные вымышленным исследованием формальных возможностей перспективы и мозаикой плоскости с использованием одной или нескольких геометрических форм. Его самые известные цитаты: « Мы обожаем хаос, потому что мы любим создавать порядок. » и « Я считаю, что создание картинок, как и я, — это почти исключительно вопрос того, чтобы очень сильно хотеть делать это хорошо », объясняют страсть он чувствовал баланс, гармонию и совершенство .Его огромное творчество почти сразу же получило признание ученых и математиков, а мировая художественная слава достигла его, когда он стал пионером психоделического искусства и трипового искусства контркультуры хиппи 1960-х годов. Тем не менее, Эшер чувствовал, что его искусство не принадлежит ни к какому движению, даже к Op Art или Illusion Art , о которых почти все мы думаем, когда слышим имя художника.

Определяющим моментом, который подтолкнул художника к созданию искусства, которое мы больше всего связываем с его именем, была его поездка в Гранаду, Испания, и его посещение Alhambra Palace .Там М. К. Эшер тщательно скопировал некоторые из геометрических плиток , покрывающих фасад дворца, и с этого момента его работы стали менее наблюдательными и более формально изобретательными. Исследование узоров и регулярное разделение плоскостей было самым богатым вдохновением, с которым когда-либо сталкивался художник.

Его самые знаменитые работы, основанные на принципах мозаики, исследовали основные узоры, но художник доработал их дальше, искажая формы и преобразовывая их в животных, птиц и другие фигуры .Его тщательно продуманные взаимосвязанные конструкции в значительной степени отражали его любовь к миру природы, которая помогла ему построить шестиугольные сетки, выходящие далеко за пределы человеческого мира и в более фантастический мир странных существ, похожих на ящериц, насекомых, рыб и птиц. Расположение его форм на плоской плоскости таким образом, чтобы промежутки между ними образовывали другие узнаваемые формы, очевидно в большинстве мозаик Эшера, из которых наиболее заметными являются черно-белые изображения.Во многих из этих изображений, , стирается различие между передним планом и фоном, и зритель может выбрать, чтобы увидеть тот или иной набор фигур в качестве переднего плана по своему желанию. Искажения, создаваемые художником, подчинялись трех-, четырех- или шестикратной симметрии лежащего в основе узора, а эффекты были поразительными и красивыми и соответствовали правилам тесселяции.

Шаблоны мозаики Коломана Мозера

Математическая уловка , играющая с восприятием глаза, лежащая в основе оп-арта, также использовалась для более декоративных целей различными художниками и мастерами прикладного искусства, которые сосредоточили свое производство на гобеленах и текстильном дизайне , а также изготовление сложных украшений на гончарных мастерских . Знаменитые узоры, которые следуют принципам мозаики одного из самых декоративных авангардных движений Art Nouveau , образуют дизайнерскую продукцию Koloman Moser .Как один из основателей Венского сецессиона , Мозер, как и Эшер, был мастером мозаики. В отличие от художника, он вложил свои творческие силы и исследования в дизайн узоров во что-то более «практичное» и помог сформировать мир моды дизайн , так как его текстильные узоры являются одними из самых изысканных примеров, которые выглядят вполне достаточно. современный даже сегодня. Следуя любви к спиральным линиям, цветам, бутонам, листьям и геометрическим формам, его тщательно продуманный дизайн перерос в различные работы, такие как дизайн гобеленов, плакаты, мебель, посуда, ювелирные изделия, почтовые марки и т. Д.Игра с отражением и повторением определенных мотивов, наряду с объединением различных изображений, таких как цветы, листва и птицы, в различных комбинациях по осям отражения, сегодня известна как дизайн капли . Такой дизайн был наиболее распространенным способом создания симметричных обоев для дизайнеров XIX века, и многое из этого мы видим и в работах Мозера.

Тесселяции в современном искусстве

Цифровая эпоха и доминирование компьютеров сильно повлияли на мир современного искусства . Отойдя от графических работ Эшера, или печатает ведущего швейцарского художника-конструктора Ганса Хинтеррайтера , которые также являются известными примерами этого принципа, сегодня компьютерные шаблоны тесселяции легко найти. Объединение изображений происходит по принципу, который также используется для формирования изображений, которые мы видим на наших экранах.Сегодняшний мир графического искусства — это обширная область прекрасных примеров того, как искусство сливается с математикой и наукой и как используется повторение узоров.

Это повторение узоров также составляет богатую историю мозаики и настенных росписей . От Древней Греции до римского искусства, византийского искусства и сложных примеров мексиканских фресок и мозаичных картин, сегодня мы являемся свидетелями мозаики, фрески и искусства граффити во всем мире, которые также являются современными примерами этого старого принципа.

Тесселяции в природе, произведениях искусства и архитектуре

Хотя точно повторяющиеся плитки более чем удобны для искусства и дизайна в целом, их труднее найти в природе. Одним из самых известных примеров мозаики, несомненно, являются соты и их шестиугольные восковые ячейки, а также несколько видов цветов, таких как Fritillary. В ландшафте мозаичный мостовой можно найти на Тасманском полуострове в Тасмании, и он представляет собой редкую осадочную породу, где скала раскололась на прямоугольные блоки.Помимо этих нескольких хорошо известных природных узоров, гораздо чаще встречаются искусственные конструкции, а также произведения искусства, вдохновленные простотой и сложностью мозаики. Сегодня мы можем говорить об известных архитектурных памятниках, в которых используются изысканные узоры; вспомните Пирамиду Лувра , лондонский Swiss Re Building и потолок Британского музея , Мельбурнскую площадь Федерации и детали фасадов Собора Святой Софии в Стамбуле и Тадж-Махала в Агра.Но, как мы упоминали ранее, мозаика стала отличным источником вдохновения для исламской архитектуры мавров, и некоторые из самых замечательных узорчатых структур все еще можно посетить в Северной Африке и за ее пределами. Когда дело доходит до искусства, все начинается с самобытных работ М.С. Эшера и ряда других художников, которые приняли искусство облицовки плиткой, чтобы создавать визуально потрясающие произведения.

Альгамбра

Построенный мусульманскими маврами в XIV веке, Alhambra возвышается как один из самых великолепных дворцов-крепостей с мозаичными узорами.Этот «красный» комплекс, расположенный на холме недалеко от реки Дарра в Гранаде, Испания, изначально проектировался как военная база, которая затем была превращена в дом короля Мухаммеда ибн Юсуфа бен Насра. Сегодня он внесен в список Всемирного наследия ЮНЕСКО, и его цветные плитки с симметричными и даже геометрическими узорами по-прежнему завораживают, поскольку они сочетаются с богатой обстановкой арабески. Известно, что мозаика Альгамбры вдохновила молодого М.С. Эшера, который скопировал эти геометрические узоры в свои записные книжки, а затем изменил некоторые из них, придав им рисунки, напоминающие животных или людей.

Марокканский суд в Метрополитене

По состоянию на 2011 год посетители нью-йоркского музея Метрополитен могут насладиться впечатляющей коллекцией исламского искусства. Чтобы разместить его, учреждению пришлось построить специальную галерею во внутреннем дворе, теперь известную как Марокканский двор. Они пригласили целую команду замечательных мастеров, кураторов, историков и дизайнеров из Марокко, чтобы построить структуру, которая одновременно напоминает историю и вызывает будущее, тем самым источая как традиции, так и современность.В течение многих месяцев Марокканский двор должен стать новым домом для искусства арабских стран, Турции, Ирана, Центральной Азии, а затем и Южной Азии. В манере величайших мастеров своего дела этот человек изящно создал великолепные мозаики с использованием различных материалов и покрыл поверхности, такие как пол, потолок, колонны и стены, с впечатляющей точностью.

Арабский зал в доме-музее Лейтон

В 1877 году лорд Лейтон начал строительство Arab Hall внутри своего Leighton House Museum в Лондоне.Это амбициозное и дорогостоящее предприятие было вдохновлено его путешествиями в Турцию, Египет и Сирию — фактически, именно коллекция плитки из Дамаска составляет большую часть этой великолепной комнаты. Его модель была основана на интерьере сицилийско-нормандского дворца XII века под названием Ла Зиза в Палермо, Сицилия, а строительство было выполнено группой гончаров, скульпторов и художников. Мозаики и мрамор, а также опытные мастера были закуплены в Лондоне, хотя дизайн золотого мозаичного фриза художника Уолтера Крейна был разработан в Венеции и отправлен на объект по частям.Арабский зал хранит невероятную коллекцию глазурованной плитки Ближнего Востока, датируемую концом 15 — началом 16 веков. Это одна из самых важных коллекций подобного рода в Великобритании.

Мозаика Коломана Мозера в стиле модерн

Один из основателей Венского Сецессиона в 1897 году, Коломан Мозер был художником, работавшим во многих областях и средствах массовой информации, таких как живопись, гравюра, дизайн, рисунок и, в частности, дизайн тканей.Фактически, именно с тканей он начал изучать возможности создания мозаики, в которой используются узоры с изображением рыб, сирен, птиц, растений и цветов, в основном созданные между 1899 и 1903 годами. Одной из его самых распространенных тем были рыбы, которые он разработал так, чтобы они идеально вписывались друг в друга в рамках шаблона. Эти произведения искусства часто также сопровождались типичными фигурами обнаженной женщины в стиле модерн, и, поскольку они изображали орнаменты в своей основе, они также считались значительными произведениями искусства этого визуально богатого движения.Кроме того, Коломан Мозер спроектировал мозаику окон церкви на Штайнхофе в Вене.

M.C. Эшер — Рептилии, 1943

В какой-то момент своей карьеры M.C. Escher был одержим заполнением поверхностей до такой степени, чтобы не было никаких зазоров или перекрытий. «Заполнение двухмерных плоскостей стало настоящей манией, к которой я пристрастился и от которой мне иногда трудно оторваться», — сказал он , как классно сказал, блестяще смешав рисунок с тесселяционными узорами.На этой литографии 1943 года, озаглавленной Рептилий , мы видим еще одно мастерски выполненное произведение искусства, которое изображает своего рода цикл, в котором несколько рептилий постоянно оживают, и являются частью мозаики на столе с книгами, растениями, бутылкой. напитка и т. д. Большой поклонник парадоксов, MC Эшер включил тесселяцию в «обычную» композицию, смешав двумерность с объектами в пространстве так, как никто никогда не делал этого до него, и прекрасно описал сложные отношения между двумя концепциями пространства.

Исследования Ханса Хинтеррайтера

Работы Ганса Хинтеррайтера часто называют «абстрактными» и «оптическими», вероятно, из-за его увлечения мозаикой и того, как формы могут быть соединены для создания бесконечных цветных узоров и динамических композиций. Он работал с акриловыми холстами, темперами, рисунками и гравюрами, все из которых источают определенное чувство совершенства, в котором цвет, по сути, играет важную роль в передаче плавного движения поверхности.Формы Ганса Хинтеррайтера гармоничны, удовлетворительно упорядочены, лишены какого-либо реалистичного сценария или очевидного сообщения. Его искусство, в некотором роде, вызывает некую музыкальную композицию, почти в манере одного Пита Мондриана и его Broadway Boogie Woogie , поскольку пьесы стоят во времени, но выглядят так, как будто они вот-вот начнут кружиться. приливы и отливы в любую минуту.

Создавайте собственные мозаичные конструкции!

Если вас интересует концепция повторяющихся до бесконечности форм и узоров, вам не нужно быть гением в математике или даже графическим дизайнером, чтобы создать собственное искусство мозаики.Например, вы можете быть удобными и использовать плоскую поверхность, такую ​​как бумага, чтобы добиться такой сложной симметрии слайдов, какой вы хотите. Таким образом, вы можете поиграть с размерами, положением и ориентацией ваших фигур при неформальных преобразованиях, таких как переворачивание, повороты, скольжения и масштабирование, а также использовать различные инструменты, методы и формулы для достижения точности и совершенства. Если вы все еще не готовы к этому, вы всегда можете использовать генератор, например Illuminations или Shodor, или просмотреть многочисленные обучающие видеоролики в Интернете, которые объясняют эту технику простым и легким способом.Конечно, вы всегда можете просто наслаждаться произведениями искусства и архитектурой, вдохновленными мозаичными формами. Кто мог знать, что математика может быть интересной?

Совет редактора: Мозаика оригами: вдохновляющие геометрические узоры

Тесселяции оригами: вдохновляющие геометрические узоры — единственное руководство по созданию вашего собственного проекта, которое вам когда-либо понадобится! Эрик Гьерде демонстрирует 25 своих любимых мозаичных дизайнов и превращает их в проекты как для новичков, так и для опытных оригамистов.С пошаговыми инструкциями, иллюстрированными шаблонами складок и фотографиями с практическими рекомендациями вы научитесь создавать эти замечательные дизайны самостоятельно. Первая книга Эрика охватывает основы мозаики оригами, предоставляет историю и описывает простые начальные техники с подробными иллюстрациями и фотографиями. Обширная галерея демонстрирует эти формы, сложенные ведущими мировыми мастерами оригами, вдохновляя вас на эксперименты, инновации и, в конечном итоге, на создание ваших собственных уникальных дизайнов.

Показанные изображения в слайдере: Работа MC Escher.Все изображения используются только в иллюстративных целях.

образцов износостойкости каменных орудий из дикой макаки раскрывают их поведенческую историю

Abstract

Бирманские длиннохвостые макаки ( Macaca fascicularis aurea ) являются одним из ограниченного числа видов диких животных, использующих каменные орудия. Их использование сосредоточено на избиении очищенных от панциря морских беспозвоночных, добытых в приливных местах обитания. Эти обезьяны демонстрируют два основных стиля использования инструментов: молоток топором устриц и удар молотком незакрепленных продуктов.В этом исследовании мы изучили макроскопические модели износа на образце из 60 каменных орудий из диких макак с острова Пиак Нам Яй, Таиланд, которые были собраны после поведенческих наблюдений, чтобы (i) количественно оценить характер износа с точки зрения типы и распределение повреждений от использования на камнях, и (ii) разработать Индекс использования-действия (UAI), чтобы отличать топоры от молотков с фунтовой дробью только по типам износа. Мы использовали интенсивность дробления на различных участках поверхности камней, а также вес камня, чтобы получить UAI, который имел 92% согласованности по сравнению с тем, как камни использовались макаками, как независимо наблюдалось до сбора.Наше исследование является первым, кто демонстрирует, что количественные археологические методы ношения могут точно реконструировать истории поведения каменных орудий приматов, не относящихся к человеку.

Образец цитирования: Haslam M, Gumert MD, Biro D, Carvalho S, Malaivijitnond S (2013) Образцы износа каменных инструментов из дикой макаки раскрывают их поведенческую историю. PLoS ONE 8 (8): e72872. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0072872

Редактор: Рональд Ноэ, Страсбургский университет, Франция

Поступила: 20 декабря 2012 г .; Одобрена: 20 июля 2013 г .; Опубликовано: 16 августа 2013 г.

Авторские права: © 2013 Haslam et al.Это статья в открытом доступе, распространяемая в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution License, которая разрешает неограниченное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии указания автора и источника.

Финансирование: Это исследование финансировалось Столетним академическим фондом Университета Чулалонгкорн, Фондом академических исследований Технологического университета Наньян, исследовательским грантом уровня 1 RG07 / 95 от Министерства образования Сингапура, предоставленным MG, Королевскому обществу. Стипендия университетских исследований присуждена DB, и Стартовый грант Европейского исследовательского совета №283959 (PRIMARCH) присуждается MH. Финансирующие организации не играли никакой роли в дизайне исследования, сборе и анализе данных, принятии решения о публикации или подготовке рукописи.

Конкурирующие интересы: Авторы заявили, что никаких конкурирующих интересов не существует.

Введение

Развивающаяся область археологии приматов [1] — [8] направлена ​​на выявление и анализ артефактов, используемых и накопленных приматами, не относящимися к человеческому роду. Археология приматов приносит пользу палеоантропологическим исследованиям, предоставляя сравнительные данные для эволюции технологии гомининов и использования ландшафта, в дополнение к реконструкции истории поведения диких приматов посредством восстановления и регистрации инструментов, используемых этими животными [9] — [12].Каменные орудия труда особенно важны, поскольку их долговечность увеличивает вероятность того, что они сохранятся в археологических записях. Единственные известные в настоящее время приматы, использующие каменные орудия в дикой природе, — это западные шимпанзе ( Pan troglodytes verus ), бородатые и желтогрудые обезьяны-капуцины ( Sapajus libidinosus и S. xanthosternos ) и бирманские длиннохвостые макаки ( Macaca fascicularis aurea ) [13] — [16]. Хотя они широко разделены географически и филогенетически в линиях обезьян, обезьян Нового Света и Старого Света соответственно, все эти виды используют камни для измельчения продуктов в открытых упаковках.Другие дикие виды, которые используют каменные орудия, в том числе осы-землекопы ( Ammophila и Sphex sp.), Каланы ( Enhydra lutis ) и египетские стервятники ( Neophron percnopterus ) [17], также используют эти орудия в качестве колотых. орудия.

Анализ износа и износа может сыграть важную роль в характеристике каменных орудий, используемых нечеловеческими приматами, так как эти орудия преднамеренно не модифицируются животными, а повреждение от использования является основным способом отличить природные камни от использованных [13].В предыдущих исследованиях сообщалось о ямках на поверхностях инструментов, которые возникают в результате истирания во время повторяющихся ударов толчками [3], [4], [6], [18], [19], хотя процесс образования ямок количественно не оценивался и другие типы Использование-износ систематически не описываются [1], [20]. Ямы, обнаруженные на артефактах среднего плейстоцена из Израиля, были приписаны действиям гомининов по раскалыванию орехов [21], а поврежденные орудия труда были описаны в раннем африканском каменном веке [22] и в экспериментальных контекстах [23].Насколько нам известно, нет систематических опубликованных данных о типах и распределении поверхности износа орудий приматов, не относящихся к человеку, несмотря на потенциальную ценность таких данных как средства (i) идентификации инструментов и истории их использования в отсутствие прямого наблюдения и (ii) интерпретации действий, точности и хватки, используемых дикими приматами, использующими орудия. Здесь мы сообщаем о первом количественном анализе износа каменных орудий, используемых дикими бирманскими длиннохвостыми макаками ( Macaca fascicularis aurea ), единственным известным каменным орудием, использующим диких обезьян Старого Света.

Бирманские длиннохвостые макаки используют каменные орудия в качестве средств кормления для обработки морских беспозвоночных и частей растений в прибрежных районах и мангровых зарослях Таиланда и Мьянмы [15], [20], [24], [25]. Известно, что они используют камни только в нескольких местах, и там, где эти макаки используют камни в качестве инструментов, поведение является обычным [26], следуя определению обычая как «регулярно или предсказуемо применяемое всеми соответствующими членами группы или популяции. ‘[27]. В результате регулярного использования инструментов эти макаки оставляют большое количество мусора в приливной зоне, включая осколки от инструментов и фрагменты очищенных морских организмов и прибрежных орехов. М. ф. Использование каменных орудий aurea было разделено на два основных стиля использования орудий, топор и колотирование, которые были определены на основании как физических характеристик камней, так и того, как их использовали макаки [20]. Молоты с топором обычно меньше по размеру и используются для более быстрых ударов, большей точности и большего контроля, чем молотки большего размера. Молоток топором также в основном направлен на сидячих устриц, в то время как долбление молотком в основном используется для обработки не сидячих, очищенных от скорлупы предметов, таких как брюхоногие моллюски, орехи и крабы [25].Другое отличие состоит в том, что повреждения, обнаруживаемые на топорных молотках, чаще связаны с заостренными концами инструмента, в то время как у ударных молотков повреждение чаще обнаруживается на торце инструмента [20]. Следовательно, эти два разных способа использования приводят к разному износу камней.

Наши цели в этом исследовании состояли в том, чтобы охарактеризовать типы износа и распределение на образце каменных орудий, используемых дикими длиннохвостыми макаками, и разработать аналитические процедуры, которые могли бы надежно различать рисунки износа, характерные для M.f. Каменные орудия aurea , используемые в качестве топора или молотка. Сопоставляя модели использования и износа с поведением, мы стремимся помочь исследователям идентифицировать и интерпретировать каменные орудия макака, обнаруженные во время раскопок или полевых исследований в районах, в настоящее время или ранее населенных длиннохвостыми макаками.

Методы

Место исследования и субъекты

Мы изучили каменные орудия, используемые дикими бирманскими длиннохвостыми макаками на острове Пиак Нам Яй (PNY), расположенном в национальном парке Лаем Сон, провинция Ранонг, на западном побережье Таиланда (N 9 ° 34–35 ‘, E 98 ° 28 ‘) [15], [20], [26], [28] (рис. 1).Макаки, ​​использующие орудия труда, были впервые замечены в PNY в начале 2005 г., во время исследования фауны для оценки воздействия крупного цунами в Индийском океане в конце 2004 г. PNY имеет площадь 1,7 км ² и состоит из гористого тропического леса, окруженного 5,4 км. береговой линии. Береговая линия подвержена приливным колебаниям и включает каменистый берег, мангровые заросли и небольшой песчаный пляж. Исследования 2011 г. показали, что на острове обитает около 200 необитаемых диких макак, разделенных на девять групп [26]. Эти макаки ежедневно кормятся в приливных районах PNY сидячими и подвижными морскими беспозвоночными, и они часто используют камни для обработки этих кормов [25].Каменные орудия макаки являются обычным явлением на PNY, и 88% взрослых и подростков обезьян на острове были замечены с использованием каменных орудий [26]. Они уникальны среди известных приматов, использующих орудия труда, тем, что они регулярно обрабатывают широкий спектр фауны с помощью каменных орудий.

Сборник инструментов

MG собрала 60 каменных орудий со скалистых берегов и мангровых зарослей PNY. Материалы орудия включают песчаник, базальт, кварц и алевролит. Все инструменты были собраны сразу после поведенческих наблюдений, проведенных с лодки, при использовании инструментов макаками (рис. 2).MG определила макаку, которая последним использовала инструмент во всех случаях, а также стиль использованного инструмента и пищу, которая была обработана. Инструменты были выбраны для сбора на основе возможности восстановления инструмента (т.е. инструмент был оставлен на видном месте после использования, и лодка смогла приземлиться). Макаки подобрали камни из числа встречающихся в природе камней на PNY, и исследователи никак не повлияли на их выбор. После сбора камни были измерены на предмет физических характеристик, зарегистрированы в базе данных и помещены на хранение для последующего анализа.Все инструменты были сфотографированы для архивных целей.

Рисунок 2. Подборка анализируемых инструментов.

К каждому инструменту прилагается фотография инструмента, который использовала макака до сбора. Каждый инструмент представлен фотографией (в масштабе 1 см) и 3D-сканированием того же лица, показывающим износ. Коды инструментов: (a) Tik01; (б) Che01; (c) Amb02; (d) Orc01; е) Sln01; (f) Amb03. Фотографии макак от MG, фотографии инструментов от MG и MH.

https: // doi.org / 10.1371 / journal.pone.0072872.g002

Анализ износа

В мае 2012 года компания MH изучила собранные инструменты на предмет макроскопического износа. Износ под микроскопом не исследовался. Все данные об использовании и износе были собраны вслепую, без доступа MH к данным наблюдений MG. Ранее Gumert et al. [20] оценили каменные орудия, используемые бирманскими длиннохвостыми макаками, как имеющие повреждения острие, ребро или морду или любую их комбинацию. Настоящее исследование было направлено на то, чтобы проверить, могут ли косвенные данные об износе в процессе эксплуатации точно реконструировать методы ударов, которые наблюдались напрямую, и поэтому мы основывались на предыдущей работе, включив дополнительную специфичность и количественную оценку типов износа и местоположения на каждом инструменте. .Использовались два метода: (i) оценка эксплуатационного износа, которая делила поверхность каждого артефакта на десять зон и оценивала образцы повреждений в этих зонах, и (ii) 3D-лазерное сканирование, которое документировало типы повреждений, сохраненных на инструментах (см. Ниже для получения подробной информации о зарегистрированных типах износа). Лазерное сканирование становится все более распространенным в археологии как для сбора данных, так и для количественного анализа [29], [30], а использование зон для интерпретации распределения функциональных свидетельств артефактов ранее доказало свою ценность как при анализе остатков, так и при анализе износа [31]. ], [32].

Каждый артефакт был ориентирован вдоль его длинной оси с самым узким концом к вершине, с десятью зонами поверхности, определенными путем деления инструмента на 25% и 75% его длины и 25% и 75% его ширины. Эти зоны были пронумерованы, как показано на рисунке 3. В свою очередь, они были сгруппированы в четыре инструментальных раздела для простоты обсуждения. Более узкая «острие» инструмента включает две зоны (1, 6), «кромки» включают четыре зоны (2, 4, 7, 9), «основание» включает две зоны (5, 10) на противоположном конце инструмент с точки, и есть две «лицевые» зоны (3, 8).Обратите внимание, что в предыдущем исследовании [20] оба конца длинной оси инструмента рассматривались как «точки» и поэтому не включали «базовую» категорию.

Каждая зона оценивалась на наличие четырех типов износа. К четырем типам относятся: (i) дробление; — истирание поверхности камня в результате удара, включая скругление и выравнивание выступающих частей инструмента; (ii) ямки — отдельные углубления от отдельных ударов, которые могут привести к совокупному созданию широких углублений на поверхности камня; (iii) трещина — удаление участков камня путем поломки, например, отслаивания или отслаивания; и (iv) штрихов — узкие линейные рубцы, обычно сгруппированные в месте удара.Повреждение инструмента возникло либо в результате удара инструмента о обработанный пищевой продукт, либо в результате случайного контакта с нижележащим субстратом, таким как камень или корень мангрового дерева. Оба типа повреждений рассматривались в данном исследовании как износ при эксплуатации, так как оба они возникли в результате использования инструмента. Для каждого типа износа интенсивность износа регистрировалась по следующей трехбалльной шкале для каждой зоны: (1) след — только поверхностные и изолированные точки повреждения, возможно случайные; (2) умеренный — поверхность камня была явно повреждена, но это повреждение было пространственно ограниченным с лишь незначительными признаками повторного износа; и (3) обширный — совокупный ущерб, который может покрыть значительную часть зоны использования.За исключением бороздок, которые оказались бесполезными при определении истории использования инструмента (см. Ниже), типы износа и примеры интенсивности каждого из них показаны на Рисунке 4.

Рис. 4. Примеры типов точечного, дробильного и трещинного износа.

В каждой строке интенсивность износа показана от 1 (слева) до 3 (справа) на 3D-сканировании, при этом изношенная часть инструмента выделена пунктирными линиями. Единственный камень в левой части рисунка обеспечивает неповрежденное сравнение.A: Точечный износ инструментов Skp01, Del01 и Nik02. B: Износ при раздавливании инструментов Gol01, Kiy02 и Gol04. C: Износ от разрушения инструментов RF001, Sid01 и Med01. Сканы имеют разный масштаб и показаны с одинаковым размером, чтобы продемонстрировать относительную степень повреждения. Метрические данные для каждого инструмента представлены в таблице 1.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0072872.g004

3D сканирование инструментов

Мы использовали портативный лазерный сканер (NextEngine 3D Scanner HD с программным обеспечением ScanStudio HD Pro) для создания цифровой записи каждого инструмента, обычно с разрешением 40 000 точек на квадратный дюйм.Эта оцифровка помогла в тех случаях, когда невооруженные наблюдения не могли определить, повлияли ли повреждения (например, на поверхностные бороздки) навсегда на поверхность камня. 3D-сканирование также позволило четко проиллюстрировать картины повреждений и архивировать данные формы инструмента для будущего анализа.

Статистический анализ

Чтобы определить типы и места износа, которые были важными предикторами наблюдаемого использования инструментов в качестве топоров или фунтовых молотков, мы выполнили бинарный логистический регрессионный анализ для нашего полного набора данных, а также отдельно для каждого из четырех типов износа.U-тесты Манна-Уитни использовались для сравнения размеров (веса и длины) камней, классифицируемых как фунтовые и топорные молотки, во время прямого наблюдения, а также для сравнения интенсивности повреждений от износа инструментов из различных каменных материалов (базальта и песчаника) и наблюдаемого использования. -действия. Тест хи-квадрат использовался для проверки различий в пропорции каменных материалов, составляющих наши образцы фунта и топора. Коэффициент Каппа Коэна использовался для оценки соответствия между непосредственно наблюдаемыми и прогнозируемыми действиями использования.Непараметрические тесты использовались для согласованности на протяжении всей статьи, поскольку некоторые размеры выборки были небольшими, и поэтому наши данные вряд ли соответствовали предположениям параметрического анализа. Все статистические тесты были двусторонними, с альфа-значением 0,05.

Заявление об этике

Национальный исследовательский совет Таиланда и Департамент национальных парков, дикой природы и охраны растений Таиланда предоставили SM, MG, MH и DB разрешения на проведение исследовательской деятельности в национальном парке Лаем Сон (LSNP).Методы, используемые для сбора каменных орудий у макак в Таиланде, были рассмотрены и одобрены NTU-Institutional Animal Care & Use Committee (IACUC) в Сингапуре (ARF SBS / NIE-A 0138 AZ).

Результаты

Вес и длина инструмента

Образец из 60 инструментов имел длину от 32 г до 202 г и от 38 мм до 91 мм в длину для топорных молотков и от 10 г до 2434 г и от 51 мм до 235 мм в длину для фунтовых молотков (Таблица 1). Фунтовые молотки были значительно больше, чем топоры, как по весу, так и по длине (U-тест Манна-Уитни, n ₁ = 42 n ₂ = 18: вес U = 637.5, р <0,001; длина U = 634, p <0,001), что повторяет предыдущие результаты [20].

Индекс использования-действия

Полный набор данных по износу для всех проанализированных инструментов представлен в Таблице S1. Анализ бинарной логистической регрессии показал, что дробящий износ острия и торца инструмента был значимым предиктором наблюдаемой классификации топора или фунтового молота (раздавливание по остриям, p = 0,001; раздавливание по забоям, p = 0,009). Упрощенная модель, которая включала только эти две переменные, была способна предсказать наблюдаемые действия использования с точностью 90% (54 из 60 действий использования были предсказаны правильно; отношения шансов раздавливания по точкам и лицам равнялись 0.27 и 3,41 соответственно; Псевдо-R Нагелькерке ² = 0,73). Однако, поскольку существует значительная разница в весе инструмента между топором и молотком, мы предположили, что добавление этой переменной может повысить точность наших прогнозов. Бинарная логистическая регрессия с использованием трех переменных показала, что дробление оставалось значимым предиктором, в то время как вес инструмента не достиг значимости (дробление по точкам, p = 0,005, отношение шансов = 0,34; дробление по граням, p = 0,018, отношение шансов = 3.40; вес инструмента, p = 0,158, отношение шансов = 1,01). Тем не менее, включение переменной веса немного повысило точность прогноза модели, в результате чего соответствие прогнозируемого и наблюдаемого действия использования составило 91,6% (правильно спрогнозировано 55 из 60 действий использования; псевдо-R Нагелькерке ² = 0,81; Таблица 2).

Мы предполагаем, что полученное уравнение, которое мы назвали Индексом использования-действия (UAI), могло бы помочь в различении топоров и фунтовых молотов в PNY. Это выражается как: UAI = 1.21 + (1,07 × Cp) — (1,22 × Cf) — (0,014 × Wt). В этом индексе для каждого инструмента Cp — это общее комбинированное значение интенсивности дробления на острие инструмента, Cf — это комбинированное значение дробления для торца инструмента, а Wt — это вес инструмента в граммах. Положительное значение UAI возникает из-за большей интенсивности дробления на острие инструмента и меньшего относительного веса, что приводит к классификации инструмента как топора. И наоборот, инструменты с отрицательным UAI получают это значение из-за большей интенсивности дробления на торце инструмента и более высокого относительного веса, и они были классифицированы как фунтовые молотки.Значение каппа Коэна, равное 0,80, демонстрирует, что совпадение между UAI и данными прямых наблюдений вряд ли было случайным.

Из четырех каменных материалов, включенных в это исследование, наш образец содержал преимущественно базальт (n = 43) и песчаник (n = 14), также присутствовали алевролит (n = 1) и кварц (n = 2). Базальтовые орудия в этом образце использовались значительно больше, чем ожидалось, для отбойных работ по сравнению с базальтовыми топорными молотками и орудиями из песчаника (критерий хи-квадрат, p = 0.018). Мы также сравнили среднюю интенсивность дробления, точечного износа и износа трещин на инструмент для артефактов из базальта и песчаника, исключая другие материалы из-за недостаточного размера образца. Инструменты из базальта и песчаника были далее разделены на те, которые непосредственно наблюдались как используемые в качестве топора или фунтовых молотов, чтобы мы могли идентифицировать любые различия в интенсивности использования-повреждения в этих действиях использования. На рисунке 5 показаны результаты этого анализа, демонстрирующие, что интенсивность дробящего износа значительно выше, чем точечный износ или износ трещин у базальтовых фунтовых и топорных молотков (базальтовые фунтовые молотки, n = 33: дробление против точечной коррозии, p = 0.002, U = 781,5; дробление по сравнению с трещинами, p <0,001, U = 798,5; базальтовые топоры, n = 10: дробление против точечной коррозии, p <0,001, U = 92,5; дробление по сравнению с трещинами, p = 0,003, U = 87,5). Также существует значительно больший износ дробления, чем трещин на молотах из песчаника и топорных молотках (молотки из песчаника, n = 8: дробление по сравнению с трещинами, p = 0,038, U = 52,0; молотки из песчаника, n = 6: дробление по сравнению с трещинами, p = 0,009, U = 34,0). Все остальные значения относительной интенсивности износа в пределах этих классов инструментов существенно не различаются.Эти результаты предполагают, что износ базальта и песчаника при дроблении либо (i) развивается быстрее, чем другие типы износа во время их использования дикими макаками, либо (ii) сохраняется лучше, чем другие типы износа в PNY. В любом случае эти результаты представляют дополнительное обоснование для включения износа при дроблении в UAI.

Обсуждение

Основываясь на сочетании типа износа, интенсивности и расположения на каждом инструменте, а также веса инструмента, Индекс использования-действия позволил дифференцировать топоры и фунтовые молотки, используемые дикими бирманскими длиннохвостыми макаками с процент успеха 92%.Эти результаты подтверждают, что M. f. Использование инструмента aurea оставляет идентифицируемые и интерпретируемые следы износа на каменных артефактах, что является многообещающим для будущего археологического восстановления и анализа инструментов, используемых этими обезьянами, а также для сравнения между инструментами макак и другими дикими приматами, использующими каменные инструменты, и инструменты для избиения гомининов.

Пять инструментов имели прогнозируемое действие, которое не соответствовало непосредственно наблюдаемому использованию этого инструмента в качестве топора или молотка (Chr01, Hly01, Luc02, Ogr01 и Sid01).Три из них (Chr01, Luc02 и Sid01) были классифицированы UAI как топорные молотки, но наблюдались их использование в качестве фунтовых молотков, а для двух инструментов (Hly01 и Ogr01) применялась обратная ситуация. Значения UAI для этих неправильно классифицированных инструментов находились в диапазоне от –3,37 до 1,02, что близко к нулевому значению, которое отделяет топор от фунтовых молотков (значения UAI для выборки в целом находятся в диапазоне от –37,35 до 5,54). За исключением Ogr01, эти инструменты имели либо одинаковые значения интенсивности дробящего износа на острие и торце инструмента, либо в одной точке, различающейся между двумя областями.Следовательно, UAI может не обладать достаточной дискриминирующей способностью в таких пограничных случаях, хотя мы отмечаем, что он был успешным в прогнозировании использования инструментов, которые проявляют различные типы износа на поверхности и острие, таких как Gol02 (Рисунок 6). Поскольку в PNY было замечено, что обезьяны иногда используют один и тот же инструмент для удара топором и фунтом (М. Гумерт, неопубликованные данные), это также может действовать, чтобы скрыть поведенческие реконструкции. Последний неправильно классифицированный инструмент, Ogr01, показал следы дробления на лице, но не на острие, несмотря на то, что его использовали в качестве топора.В таких случаях, когда диагностический ущерб от использования не создается в точке контакта, поведенческую историю инструмента вряд ли можно будет восстановить с помощью какой-либо формы анализа использования и износа. В таких случаях может оказаться полезным микроскопический анализ остатков растений или животных, прилипших к инструменту [3], [33], [34].

В будущем мы намерены усовершенствовать шкалу интенсивности использования-износа, разработанную в этом исследовании, чтобы ее можно было использовать для интерпретации археологически извлеченных инструментов, которые использовались бирманскими длиннохвостыми макаками, при условии, что такие инструменты можно будет надежно отличить от инструментов других животных и людей, а также от камней, поврежденных окружающей средой.Мы ожидаем, что такая дифференциация может быть возможна на основе распределения видов, размеров инструментов, характера использования и износа, а также ландшафтного распределения инструментов и остатков пищи, но исследования, чтобы проверить это ожидание, еще не проводились. Хотя мы прогнозируем, что слабый (следовой) износ орудий макака может быть не заметен после выветривания, вытаптывания или длительного захоронения, как умеренный, так и обширный износ более длительно изменяют поверхность камня. Скорость потери эксплуатационного износа инструментов, подверженных воздействию таких факторов, как приливы, осадки и волновые условия, наблюдаемые в PNY, необходимо будет оценить в будущих анализах, чтобы определить долговечность структур повреждений, которые также зависят от целостности инструмента. поверхность каменного орудия.Однако преобладание дробящего износа, твердость замкнутых прибрежных ресурсов, эксплуатируемых макаками на PNY, использование прочных инструментальных материалов, таких как базальт, и повторяющиеся удары ударов — все это благоприятные индикаторы для долгосрочного выживания и целостность артефактов бирманских длиннохвостых макак. С увеличением размеров выборки в будущем мы также сможем разработать UAI для конкретных материалов, которые улучшат точность наших поведенческих реконструкций. В то же время процессы и скорость формирования износа также требуют изучения, включая факторы, влияющие на характер повреждений, такие как (i) возраст и пол пользователя инструмента, (ii) твердость и состав камней, используемых в качестве инструментов, и ( ii) твердость и форма обработанных пищевых продуктов.

Продолжение изучения моделей износа, генерируемых макаками PNY, повысит вероятность правильного определения мест использования орудия макак, где такое поведение ранее практиковалось, но в настоящее время отсутствует (либо из-за местного исчезновения групп макак, либо из-за временного перерыва в их использовании. использовать традиции). Об использовании каменных орудий бирманскими длиннохвостыми макаками впервые сообщили в прибрежных районах Бирмы, к северу от национального парка Лаем Сон, в 1880-х годах [24], и наряду с неофициальными сообщениями об использовании орудий в наши дни в восточных и западных прибрежных районах. Таиланд [26], это говорит о том, что ранее такое поведение имело более обширное географическое распространение в Юго-Восточной Азии.Таким образом, мы предполагаем, что существует ряд пока неопознанных участков использования инструментов макак вдоль побережья Таиланда и Бирмы, с местоположением участков и распространением использования инструментов прошлыми популяциями макак под влиянием резких колебаний уровня моря в последние ледниковые периоды. [35], [36]. Основным средством идентификации таких мест будет восстановление путем археологических раскопок и раскопок камней, размер и материал которых подходит для забивания камней макак. Интерпретация истории поведения таких камней будет в значительной степени зависеть от данных об их использовании.

Заключение

Мы продемонстрировали, что анализ использования-износа может успешно классифицировать каменные артефакты, используемые дикими бирманскими длиннохвостыми макаками с двумя различными действиями. Этот вывод демонстрирует, что модели использования-износа могут достоверно выявить предыдущую историю поведения каменных орудий макаки. Эти данные будут использоваться в текущих исследованиях рукояток, поразительной точности и ориентации инструментов, используемых дикими макаками как в наши дни, так и в прошлом. Мы ожидаем, что методы, используемые здесь, могут быть плодотворно применены к другим местам обитания макак в Таиланде и, возможно, для перекрестных сравнений таксонов с другими видами приматов и гомининов.Дальнейшее развитие и уточнение количественных аналитических методов, таких как UAI, необходимо, чтобы позволить археологии приматов расширить наши знания о технологической и поведенческой эволюции негомининов.

Вклад авторов

Задумал и спроектировал эксперименты: MH MG SM. Проведены эксперименты: MH MG DB. Проанализированы данные: MH MG DB. Написал статью: MH MG DB SC SM.

Список литературы

1. 1. Хаслам М., Эрнандес-Агилар А., Линг В., Карвалью С., де ла Торре I и др.(2009) Археология приматов. Nature 460: 339–344.
2. 2. Haslam M (2012) К предыстории приматов. Античность 86: 299–315.
3. 3. Меркадер Дж., Бартон Х., Гиллеспи Дж., Харрис Дж., Кун С. и др. (2007) 4300-летние стоянки шимпанзе и истоки технологии ударного камня. Труды Национальной академии наук США 104: 3043–3048.
4. 4. Mercader J, Panger M, Boesch C (2002) Раскопки места для каменных орудий шимпанзе в тропических лесах Африки.Наука 296: 1452–1455.
5. 5. Карвалью С., Биро Д., МакГрю В. К., Мацузава Т. (2009) Повторное использование композитного инструмента у диких шимпанзе ( Pan troglodytes ): археологически невидимые шаги в технологической эволюции ранних гомининов? Познание животных 12: S103 – S114.
6. 6. Карвалью С., Кунья Е., Соуза С., Мацузава Т. (2008) Chaînes opératoires и стратегии эксплуатации ресурсов при растрескивании орехов шимпанзе ( Pan troglodytes ).Журнал эволюции человека 55: 148–163.
7. 7. Стюарт Ф., Пил А., МакГрю В.К. (2011) Живая археология: артефакты верности определенного места гнездования у диких шимпанзе. Журнал эволюции человека 61: 388–395.
8. 8. Эрнандес-Агилар A (2009) Распределение гнезд шимпанзе и повторное использование участков в сухой среде обитания: последствия для раннего ареала гомининов. Журнал эволюции человека 57: 350–364.
9. 9. Visalberghi E, Haslam M, Spagnoletti N, Fragaszy D (2013) Использование каменных молотковых орудий и наковальней бородатыми обезьянами-капуцинами во времени и пространстве: построение археологической записи об использовании инструментов.Журнал археологической науки 40: 3222–3232.
10. 10. Паскуаль-Гарридо А., Буба Ю., Нодза Г., Соммер В. (2012) Получение сырья: растения как источники инструментов для нигерийских шимпанзе. Folia Primatologia 83: 24–44.
11. 11. Эрнандес-Агилар А., Мур Дж., Пикеринг Т. (2007) Шимпанзе саванны используют инструменты для сбора подземных запасающих органов растений. Труды Национальной академии наук США 104: 19210–19213.
12. 12. Whiten A (2013) Археология встречает технологию приматов.Природа 498: 303–305.
13. 13. Canale GR, Guidorizzi CE, Kierulff MCM, Gatto CAFR (2009) Первая запись об использовании инструмента дикими популяциями желтогрудой обезьяны-капуцина ( Cebus xanthosternos ) и новые рекорды для бородатого капуцина ( Cebus libidinosus ). Американский журнал приматологии 71: 366–372.
14. 14. McGrew WC (1992) Материальная культура шимпанзе: последствия для эволюции человека. Кембридж: Издательство Кембриджского университета.
15. 15.Малаивиджитнонд С., Лекпрайун С., Тандаванитдж Н., Панха С., Чиватхам С. и др. (2007) Использование каменных орудий тайскими длиннохвостыми макаками ( Macaca fascicularis ). Американский журнал приматологии 69: 227–233.
16. 16. Оттони Э., Изар П. (2008) Использование инструмента обезьяны-капуцины: обзор и последствия. Эволюционная антропология 17: 171–178.
17. 17. Шумакер Р., Уолкап К., Бек Б. (2011) Поведение животных в качестве инструментов: использование и изготовление инструментов животными.Балтимор: Издательство Университета Джона Хопкинса.
18. 18. Джулиан Ф. (1996) Сравнение методов шимпанзе и первых гоминидов: некоторые вклады в культурные и когнитивные вопросы. В: Мелларс П., Гибсон К., редакторы. Моделирование раннего человеческого разума Кембридж: Институт археологических исследований Макдональда. С. 173–189.
19. 19. Visalberghi E, Fragaszy D, Ottoni E, Izar P, de Oliveira M и др. (2007) Характеристики молотков и наковальней, используемых дикими бородатыми обезьянами капуцинами ( Cebus libidinosus ) для раскалывания пальмовых орехов.Американский журнал физической антропологии 132: 426–444.
20. 20. Гумерт М., Клак М., Малайвиджитнонд С. (2009) Физические характеристики и схемы использования каменного топора и молотков, используемых длиннохвостыми макаками в районе Андаманского моря в Таиланде. Американский журнал приматологии 71: 594–608.
21. 21. Горен-Инбар Н., Шарон Г., Меламед Ю., Кислев М. (2002) Орехи, растрескивание орехов и камни с выемками в Гешер Бенот Яаков, Израиль. Труды Национальной академии наук США 99: 2455–2460.
22. 22. Мора А., де ла Торре I (2005) Ударные инструменты в пластах Олдувай I и II (Танзания): значение для ранней деятельности человека. Журнал антропологической археологии 24: 179–192.
23. 23. de la Torre I, Benito-Calvo A, Arroyo A, Zupancich A, Proffitt T (2012) Экспериментальные протоколы для изучения битых каменных наковальней из Олдувайского ущелья (Танзания). Журнал археологической науки 40: 313–332.
24. 24. Карпентер А (1887) Обезьяны открывают устриц.Природа 36: 53
25. 25. Гумерт М., Малайвиджитнонд С. (2012) Морская добыча, обработанная каменными орудиями бирманскими длиннохвостыми макаками ( Macaca fascicularis aurea ) в приливной среде обитания. Американский журнал физической антропологии 149: 447–457.
26. 26. Gumert M, Harada Y, Malaivijitnond S (в печати) Деятельность человека отрицательно влияет на диких каменных орудий бирманских длиннохвостых макак Macaca fascicularis aurea в национальном парке Лэмсон, Таиланд.Орикс.
27. 27. МакГрю В.К., Марчант Л.Ф. (1997) Использование подручных инструментов: ручное управление и элементарная технология в Cebus spp. и Pan spp. Международный журнал приматологии 18: 787–810.
28. 28. Гумерт М., Хунг Л.К., Малайвиджитнонд С. (2011) Половые различия в поведении при использовании каменных орудий в дикой популяции бирманских длиннохвостых макак ( Macaca fascicularis aurea ). Американский журнал приматологии 73: 1–11.
29. 29.Clarkson C, Hiscock P (2011) Оценка исходной массы чешуек на основе 3D-сканирования области платформы. Журнал археологической науки 38: 1062–1068.
30. 30. Кузьминский С., Гардинер М. (2012) Трехмерное лазерное сканирование: потенциальное использование для музейной консервации и научных исследований. Журнал археологической науки 39: 2744–2751.
31. 31. Ломбард М. (2005) Свидетельства охоты и земледелия в период среднего каменного века в пещере Сибиду, Квазулу-Натал, Южная Африка: мультианалитический подход.Журнал эволюции человека 48: 279–300.
32. 32. Купер Дж., Наджент С. (2009) Инструменты на поверхности: анализ остатков и износостойкости каменных артефактов из Камовила, северо-запад Квинсленда. В: Haslam M, Robertson G, Crowther A, Nugent S, Kirkwood L, редакторы. Археологическая наука под микроскопом. Канберра: Австралийский национальный университет. С. 207–227.
33. 33. Haslam M (2006) Археология момента? Действия и повествование в анализе археологических остатков.Журнал социальной археологии 6: 402–424.
34. 34. Haslam M (2004) Разложение зерен крахмала в почвах: значение для анализа археологических остатков. Журнал археологической науки 31: 1715–1734.
35. 35. Берд М.И., Тейлор Д., Хант С. (2005) Палеосреды островной Юго-Восточной Азии во время последнего ледникового периода: коридор саванны в Сандаланде? Четвертичные научные обзоры 24: 2228–2242.
36. 36. Scheffers A, Brill D, Kelletat D, Bruckner H, Scheffers S, et al.(2012) Уровни моря в голоцене вдоль побережья Андаманского моря в Таиланде. Голоцен 22: 1169–1180.

образцов износа на каменных орудиях из дикой макаки раскрывают их поведенческую историю

PLoS One. 2013; 8 (8): e72872.

Майкл Хаслам

¹ Исследовательская лаборатория археологии и истории искусства, Оксфордский университет, Оксфорд, Великобритания,

Майкл Д.Гумерт

² Отделение психологии, Школа гуманитарных и социальных наук, Технологический университет Наньян, Сингапур, Сингапур,

Дора Биро

³ Департамент зоологии Оксфордского университета, Оксфорд, Великобритания,

Susana Carvalho

¹ Исследовательская лаборатория археологии и истории искусства, Оксфордский университет, Оксфорд, Великобритания,

Сучинда Малаивиджитнонд

⁴ Отдел исследования приматов, факультет биологии, университет Чулалонгкорн, Бангкок, Таиланд,

Рональд Ноэ, редактор

¹ Исследовательская лаборатория археологии и истории искусства, Оксфордский университет, Оксфорд, Великобритания,

² Отделение психологии, Школа гуманитарных и социальных наук, Технологический университет Наньян, Сингапур, Сингапур,

³ Департамент зоологии Оксфордского университета, Оксфорд, Великобритания,

⁴ Отдел исследования приматов, факультет биологии, университет Чулалонгкорн, Бангкок, Таиланд,

Страсбургский университет, Франция,

Конкурирующие интересы: Авторы заявили, что никаких конкурирующих интересов не существует.

Задумал и спроектировал эксперименты: MH MG SM. Проведены эксперименты: MH MG DB. Проанализированы данные: MH MG DB. Написал статью: MH MG DB SC SM.

Поступила 20 декабря 2012 г .; Принято 20 июля 2013 г.

Это статья в открытом доступе, распространяемая в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution License, которая разрешает неограниченное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии надлежащего указания автора и источника.

Abstract

Бирманские длиннохвостые макаки ( Macaca fascicularis aurea ) являются одним из ограниченного числа видов диких животных, использующих каменные орудия. Их использование сосредоточено на избиении очищенных от панциря морских беспозвоночных, добытых в приливных местах обитания. Эти обезьяны демонстрируют два основных стиля использования инструментов: молоток топором устриц и удар молотком незакрепленных продуктов. В этом исследовании мы изучили макроскопические модели износа на образце из 60 каменных орудий из диких макак с острова Пиак Нам Яй, Таиланд, которые были собраны после поведенческих наблюдений, чтобы (i) количественно оценить характер износа с точки зрения типы и распределение повреждений от использования на камнях, и (ii) разработать Индекс использования-действия (UAI), чтобы отличать топоры от молотков с фунтовой дробью только по типам износа.Мы использовали интенсивность дробления на различных участках поверхности камней, а также вес камня, чтобы получить UAI, который имел 92% согласованности по сравнению с тем, как камни использовались макаками, как независимо наблюдалось до сбора. Наше исследование является первым, кто демонстрирует, что количественные археологические методы ношения могут точно реконструировать истории поведения каменных орудий приматов, не относящихся к человеку.

Введение

Развивающаяся область археологии приматов [1] — [8] направлена ​​на выявление и анализ артефактов, используемых и накопленных приматами, не относящимися к человеческому роду.Археология приматов приносит пользу палеоантропологическим исследованиям, предоставляя сравнительные данные для эволюции технологии гомининов и использования ландшафта, в дополнение к реконструкции истории поведения диких приматов посредством восстановления и регистрации инструментов, используемых этими животными [9] — [12]. Каменные орудия труда особенно важны, поскольку их долговечность увеличивает вероятность того, что они сохранятся в археологических записях. Единственные известные в настоящее время приматы, использующие каменные орудия в дикой природе, — это западные шимпанзе ( Pan troglodytes verus ), бородатые и желтогрудые обезьяны-капуцины ( Sapajus libidinosus и S.xanthosternos ) и бирманские длиннохвостые макаки ( Macaca fascicularis aurea ) [13] — [16]. Хотя они широко разделены географически и филогенетически в линиях обезьян, обезьян Нового Света и Старого Света соответственно, все эти виды используют камни для измельчения продуктов в открытых упаковках. Другие дикие виды, которые используют каменные орудия, в том числе осы-землекопы ( Ammophila и Sphex sp.), Каланы ( Enhydra lutis ) и египетские стервятники ( Neophron percnopterus ) [17], также используют эти орудия в качестве колотых. орудия.

Анализ износа может сыграть важную роль в характеристике каменных орудий, используемых нечеловеческими приматами, так как эти орудия преднамеренно не модифицируются животными, а повреждение от использования является основным способом отличить природные камни от использованных [13]. В предыдущих исследованиях сообщалось о ямках на поверхностях инструментов, которые возникают в результате истирания во время повторяющихся ударов толчками [3], [4], [6], [18], [19], хотя процесс образования ямок количественно не оценивался и другие типы Использование-износ систематически не описываются [1], [20].Ямы, обнаруженные на артефактах среднего плейстоцена из Израиля, были приписаны действиям гомининов по раскалыванию орехов [21], а поврежденные орудия труда были описаны в раннем африканском каменном веке [22] и в экспериментальных контекстах [23]. Насколько нам известно, нет систематических опубликованных данных о типах и распределении поверхности износа орудий приматов, не относящихся к человеку, несмотря на потенциальную ценность таких данных как средства (i) идентификации инструментов и истории их использования в отсутствие прямого наблюдения и (ii) интерпретации действий, точности и хватки, используемых дикими приматами, использующими орудия.Здесь мы сообщаем о первом количественном анализе износа каменных орудий, используемых дикими бирманскими длиннохвостыми макаками ( Macaca fascicularis aurea ), единственным известным каменным орудием, использующим диких обезьян Старого Света.

Бирманские длиннохвостые макаки используют каменные орудия в качестве кормовых средств для обработки морских беспозвоночных и частей растений в прибрежных районах и мангровых зарослях Таиланда и Мьянмы [15], [20], [24], [25]. Известно, что они используют камни только в нескольких местах, и там, где эти макаки используют камни в качестве инструментов, поведение является обычным [26], следуя определению обычая как «регулярно или предсказуемо применяемое всеми соответствующими членами группы или популяции. ‘[27].В результате регулярного использования инструментов эти макаки оставляют большое количество мусора в приливной зоне, включая осколки от инструментов и фрагменты очищенных морских организмов и прибрежных орехов. М. ф. Использование каменных орудий aurea было разделено на два основных стиля использования орудий, топор и колотирование, которые были определены на основании как физических характеристик камней, так и того, как их использовали макаки [20]. Молоты с топором обычно меньше по размеру и используются для более быстрых ударов, большей точности и большего контроля, чем молотки большего размера.Молоток топором также в основном направлен на сидячих устриц, в то время как долбление молотком в основном используется для обработки не сидячих, очищенных от скорлупы предметов, таких как брюхоногие моллюски, орехи и крабы [25]. Другое отличие состоит в том, что повреждения, обнаруживаемые на топорных молотках, чаще связаны с заостренными концами инструмента, в то время как у ударных молотков повреждение чаще обнаруживается на торце инструмента [20]. Следовательно, эти два разных способа использования приводят к разному износу камней.

Наша цель в этом исследовании состояла в том, чтобы охарактеризовать типы износа и распределение на образце каменных инструментов, используемых дикими длиннохвостыми макаками, и разработать аналитические процедуры, которые могли бы надежно различать образцы износа, характерные для M.f. Каменные орудия aurea , используемые в качестве топора или молотка. Сопоставляя модели использования и износа с поведением, мы стремимся помочь исследователям идентифицировать и интерпретировать каменные орудия макака, обнаруженные во время раскопок или полевых исследований в районах, в настоящее время или ранее населенных длиннохвостыми макаками.

Методы

Место исследования и субъекты

Мы изучили каменные орудия, используемые дикими бирманскими длиннохвостыми макаками на острове Пиак Нам Яй (PNY), расположенном в национальном парке Лаем Сон, провинция Ранонг, на западном побережье Таиланда (северная широта). 9 ° 34–35 ‘, E 98 ° 28’) [15], [20], [26], [28] ().Макаки, ​​использующие орудия труда, были впервые замечены в PNY в начале 2005 г., во время исследования фауны для оценки воздействия крупного цунами в Индийском океане в конце 2004 г. PNY имеет площадь 1,7 км ² и состоит из гористого тропического леса, окруженного 5,4 км. береговой линии. Береговая линия подвержена приливным колебаниям и включает каменистый берег, мангровые заросли и небольшой песчаный пляж. Исследования 2011 г. показали, что на острове обитает около 200 необитаемых диких макак, разделенных на девять групп [26]. Эти макаки ежедневно кормятся в приливных районах PNY сидячими и подвижными морскими беспозвоночными, и они часто используют камни для обработки этих кормов [25].Каменные орудия макаки являются обычным явлением на PNY, и 88% взрослых и подростков обезьян на острове были замечены с использованием каменных орудий [26]. Они уникальны среди известных приматов, использующих орудия труда, тем, что они регулярно обрабатывают широкий спектр фауны с помощью каменных орудий.

Место проведения исследования.

Коллекция инструментов

MG собрала 60 каменных орудий со скалистых берегов и мангровых зарослей PNY в период с февраля по апрель 2011 года. Материалы для инструментов включают песчаник, базальт, кварц и алевролит.Все инструменты были собраны сразу после поведенческих наблюдений за использованием инструментов макак, проведенных с лодки (). MG определила макаку, которая последним использовала инструмент во всех случаях, а также стиль использованного инструмента и пищу, которая была обработана. Инструменты были выбраны для сбора на основе возможности восстановления инструмента (т.е. инструмент был оставлен на видном месте после использования, и лодка смогла приземлиться). Макаки подобрали камни из числа встречающихся в природе камней на PNY, и исследователи никак не повлияли на их выбор.После сбора камни были измерены на предмет физических характеристик, зарегистрированы в базе данных и помещены на хранение для последующего анализа. Все инструменты были сфотографированы для архивных целей.

К каждому инструменту прилагается фотография инструмента, который использовала макака до сбора. Каждый инструмент представлен фотографией (в масштабе 1 см) и 3D-сканированием того же лица, показывающим износ. Коды инструментов: (a) Tik01; (б) Che01; (c) Amb02; (d) Orc01; е) Sln01; (f) Amb03.Фотографии макак от MG, фотографии инструментов от MG и MH.

Анализ износа

В мае 2012 года компания MH изучила собранные инструменты на предмет макроскопического износа. Износ под микроскопом не исследовался. Все данные об использовании и износе были собраны вслепую, без доступа MH к данным наблюдений MG. Ранее Gumert et al. [20] оценили каменные орудия, используемые бирманскими длиннохвостыми макаками, как имеющие повреждения острие, ребро или морду или любую их комбинацию. Настоящее исследование было направлено на то, чтобы проверить, могут ли косвенные данные об износе в процессе эксплуатации точно реконструировать методы ударов, которые наблюдались напрямую, и поэтому мы основывались на предыдущей работе, включив дополнительную специфичность и количественную оценку типов износа и местоположения на каждом инструменте. .Использовались два метода: (i) оценка эксплуатационного износа, которая делила поверхность каждого артефакта на десять зон и оценивала образцы повреждений в этих зонах, и (ii) 3D-лазерное сканирование, которое документировало типы повреждений, сохраненных на инструментах (см. Ниже для получения подробной информации о зарегистрированных типах износа). Лазерное сканирование становится все более распространенным в археологии как для сбора данных, так и для количественного анализа [29], [30], а использование зон для интерпретации распределения функциональных свидетельств артефактов ранее доказало свою ценность как при анализе остатков, так и при анализе износа [31]. ], [32].

Каждый артефакт был ориентирован вдоль его длинной оси с самым узким концом к вершине, с десятью зонами поверхности, определенными путем деления инструмента на 25% и 75% его длины и 25% и 75% его ширины. Эти зоны были пронумерованы, как показано на. В свою очередь, они были сгруппированы в четыре инструментальных раздела для простоты обсуждения. Более узкая «острие» инструмента включает две зоны (1, 6), «кромки» включают четыре зоны (2, 4, 7, 9), «основание» включает две зоны (5, 10) на противоположном конце инструмент с точки, и есть две «лицевые» зоны (3, 8).Обратите внимание, что в предыдущем исследовании [20] оба конца длинной оси инструмента рассматривались как «точки» и поэтому не включали «базовую» категорию.

Принципиальная схема инструментальных зон.

Каждая зона оценивалась на наличие четырех типов износа. К четырем типам относятся: (i) дробление; — истирание поверхности камня в результате удара, включая скругление и выравнивание выступающих частей инструмента; (ii) ямки — отдельные углубления от отдельных ударов, которые могут привести к совокупному созданию широких углублений на поверхности камня; (iii) трещина — удаление участков камня путем поломки, например, отслаивания или отслаивания; и (iv) штрихов — узкие линейные рубцы, обычно сгруппированные в месте удара.Повреждение инструмента возникло либо в результате удара инструмента о обработанный пищевой продукт, либо в результате случайного контакта с нижележащим субстратом, таким как камень или корень мангрового дерева. Оба типа повреждений рассматривались в данном исследовании как износ при эксплуатации, так как оба они возникли в результате использования инструмента. Для каждого типа износа интенсивность износа регистрировалась по следующей трехбалльной шкале для каждой зоны: (1) след — только поверхностные и изолированные точки повреждения, возможно случайные; (2) умеренный — поверхность камня была явно повреждена, но это повреждение было пространственно ограниченным с лишь незначительными признаками повторного износа; и (3) обширный — совокупный ущерб, который может покрыть значительную часть зоны использования.За исключением бороздок, которые оказались бесполезными при определении истории использования инструмента (см. Ниже), типы износа и примеры интенсивности каждого из них показаны в.

В каждой строке интенсивность износа отображается от 1 (слева) до 3 (справа) на 3D-сканировании, при этом изношенная часть инструмента выделена пунктирными линиями. Единственный камень в левой части рисунка обеспечивает неповрежденное сравнение. A: Точечный износ инструментов Skp01, Del01 и Nik02.B: Износ при раздавливании инструментов Gol01, Kiy02 и Gol04. C: Износ от разрушения инструментов RF001, Sid01 и Med01. Сканы имеют разный масштаб и показаны с одинаковым размером, чтобы продемонстрировать относительную степень повреждения. Метрические данные для каждого инструмента представлены в формате.

3D-сканирование инструментов

Мы использовали портативный лазерный сканер (NextEngine 3D Scanner HD с программным обеспечением ScanStudio HD Pro) для создания цифровой записи каждого инструмента, обычно с разрешением 40 000 точек на квадратный дюйм.Эта оцифровка помогла в тех случаях, когда невооруженные наблюдения не могли определить, повлияли ли повреждения (например, на поверхностные бороздки) навсегда на поверхность камня. 3D-сканирование также позволило четко проиллюстрировать картины повреждений и архивировать данные формы инструмента для будущего анализа.

Статистический анализ

Чтобы определить типы и места износа, которые были важными предикторами наблюдаемого использования инструментов в качестве топоров или фунтовых молотков, мы выполнили бинарный логистический регрессионный анализ для нашего полного набора данных, а также отдельно для каждого из четырех типы износа.U-тесты Манна-Уитни использовались для сравнения размеров (веса и длины) камней, классифицируемых как фунтовые и топорные молотки, во время прямого наблюдения, а также для сравнения интенсивности повреждений от износа инструментов из различных каменных материалов (базальта и песчаника) и наблюдаемого использования. -действия. Тест хи-квадрат использовался для проверки различий в пропорции каменных материалов, составляющих наши образцы фунта и топора. Коэффициент Каппа Коэна использовался для оценки соответствия между непосредственно наблюдаемыми и прогнозируемыми действиями использования.Непараметрические тесты использовались для согласованности на протяжении всей статьи, поскольку некоторые размеры выборки были небольшими, и поэтому наши данные вряд ли соответствовали предположениям параметрического анализа. Все статистические тесты были двусторонними, с альфа-значением 0,05.

Заявление об этике

Национальный исследовательский совет Таиланда и Департамент национальных парков, дикой природы и охраны растений Таиланда предоставили SM, MG, MH и DB разрешения на проведение исследовательской деятельности в национальном парке Лаем Сон (LSNP).Методы, используемые для сбора каменных орудий у макак в Таиланде, были рассмотрены и одобрены NTU-Institutional Animal Care & Use Committee (IACUC) в Сингапуре (ARF SBS / NIE-A 0138 AZ).

Результаты

Вес и длина инструментов

Образец из 60 инструментов имел длину от 32 г до 202 г и от 38 мм до 91 мм для топоров, и от 10 г до 2434 г и от 51 мм до 235 мм в длину для фунтовых молотков (). Фунтовые молотки были значительно больше, чем топоры, как по весу, так и по длине (U-тест Манна-Уитни, n ₁ = 42 n ₂ = 18: вес U = 637.5, р <0,001; длина U = 634, p <0,001), что повторяет предыдущие результаты [20].

Таблица 1

Материалы, размеры и вес инструментов из камня макака.

Индекс использования-действия

Полный набор данных по износу для всех проанализированных инструментов представлен в таблице S1.Анализ бинарной логистической регрессии показал, что дробящий износ острия и торца инструмента был значимым предиктором наблюдаемой классификации топора или фунтового молота (раздавливание по остриям, p = 0,001; раздавливание по забоям, p = 0,009). Упрощенная модель, которая включала только эти две переменные, смогла предсказать наблюдаемые действия использования с точностью до 90% (54 из 60 действий использования были предсказаны правильно; отношения шансов раздавливания по точкам и лицам составили 0,27 и 3,41 соответственно; псевдо- R ² = 0.73). Однако, поскольку существует значительная разница в весе инструмента между топором и молотком, мы предположили, что добавление этой переменной может повысить точность наших прогнозов. Бинарная логистическая регрессия с использованием трех переменных показала, что дробление оставалось значимым предиктором, в то время как вес инструмента не достиг значимости (дробление по точкам, p = 0,005, отношение шансов = 0,34; дробление по граням, p = 0,018, отношение шансов = 3,40; вес инструмента, p = 0,158, отношение шансов = 1,01). Тем не менее, включение весовой переменной немного повысило точность прогноза модели, в результате чего прогнозируемое и наблюдаемое действие использования было сопоставлено 91.6% (правильно предсказано 55 из 60 действий; псевдо-R Нагелькерке ² = 0,81;).

Таблица 2

Индекс использования-действия, прогнозируемое действие-использование и последнее наблюдаемое действие-использование.

Мы предполагаем, что полученное уравнение, которое мы назвали Индексом использования-действия (UAI), может помочь в различении топоров и фунтовых молотов в PNY.Выражается как: UAI = 1,21 + (1,07 × Cp) — (1,22 × Cf) — (0,014 × Wt). В этом индексе для каждого инструмента Cp — это общее комбинированное значение интенсивности дробления на острие инструмента, Cf — это комбинированное значение дробления для торца инструмента, а Wt — это вес инструмента в граммах. Положительное значение UAI возникает из-за большей интенсивности дробления на острие инструмента и меньшего относительного веса, что приводит к классификации инструмента как топора. И наоборот, инструменты с отрицательным UAI получают это значение из-за большей интенсивности дробления на торце инструмента и более высокого относительного веса, и они были классифицированы как фунтовые молотки.Значение каппа Коэна, равное 0,80, демонстрирует, что совпадение между UAI и данными прямых наблюдений вряд ли было случайным.

Из четырех каменных материалов, включенных в это исследование, наш образец содержал преимущественно базальт (n = 43) и песчаник (n = 14), а также присутствовали алевролит (n = 1) и кварц (n = 2). Базальтовые орудия в этом образце использовались значительно больше, чем ожидалось, для отбойных работ по сравнению с базальтовыми топорными молотками и орудиями из песчаника (критерий хи-квадрат, p = 0.018). Мы также сравнили среднюю интенсивность дробления, точечного износа и износа трещин на инструмент для артефактов из базальта и песчаника, исключая другие материалы из-за недостаточного размера образца. Инструменты из базальта и песчаника были далее разделены на те, которые непосредственно наблюдались как используемые в качестве топора или фунтовых молотов, чтобы мы могли идентифицировать любые различия в интенсивности использования-повреждения в этих действиях использования. показывает результаты этого анализа, демонстрирующие, что интенсивность дробящего износа значительно выше, чем точечный износ или износ трещин на базальтовых фунтовых и топорных молотках (базальтовые фунтовые молотки, n = 33: дробление против точечной коррозии, p = 0.002, U = 781,5; дробление по сравнению с трещинами, p <0,001, U = 798,5; базальтовые топоры, n = 10: дробление против точечной коррозии, p <0,001, U = 92,5; дробление по сравнению с трещинами, p = 0,003, U = 87,5). Также существует значительно больший износ дробления, чем трещин на молотах из песчаника и топорных молотках (молотки из песчаника, n = 8: дробление по сравнению с трещинами, p = 0,038, U = 52,0; молотки из песчаника, n = 6: дробление по сравнению с трещинами, p = 0,009, U = 34,0). Все остальные значения относительной интенсивности износа в пределах этих классов инструментов существенно не различаются.Эти результаты предполагают, что износ базальта и песчаника при дроблении либо (i) развивается быстрее, чем другие типы износа во время их использования дикими макаками, либо (ii) сохраняется лучше, чем другие типы износа в PNY. В любом случае эти результаты представляют дополнительное обоснование для включения износа при дроблении в UAI.

Столбцы обозначают стандартные ошибки. P = фунтовый молоток, A = топор. * обозначает значимость при p <0,05, ** p <0.01 и *** p <0,001.

Обсуждение

Основываясь на сочетании типа износа, интенсивности и расположения на каждом инструменте, а также веса инструмента, Индекс использования-действия позволил дифференцировать топоры и фунтовые молотки, используемые дикими бирманскими длиннохвостыми макаками с вероятность успеха 92%. Эти результаты подтверждают, что M. f. Использование инструмента aurea оставляет идентифицируемые и интерпретируемые следы износа на каменных артефактах, что является многообещающим для будущего археологического восстановления и анализа инструментов, используемых этими обезьянами, а также для сравнения между инструментами макак и другими дикими приматами, использующими каменные инструменты, и инструменты для избиения гомининов.

Пять инструментов имели прогнозируемое действие, которое не соответствовало непосредственно наблюдаемому использованию этого инструмента в качестве топора или фунтового молота (Chr01, Hly01, Luc02, Ogr01 и Sid01). Три из них (Chr01, Luc02 и Sid01) были классифицированы UAI как топорные молотки, но наблюдались их использование в качестве фунтовых молотков, а для двух инструментов (Hly01 и Ogr01) применялась обратная ситуация. Значения UAI для этих неправильно классифицированных инструментов варьировались от –3,37 до 1,02, что близко к нулевому значению, которое отделяет топор от фунтовых молотков (значения UAI для образца в целом находятся в диапазоне от –37.От 35 до 5,54). За исключением Ogr01, эти инструменты имели либо одинаковые значения интенсивности дробящего износа на острие и торце инструмента, либо в одной точке, различающейся между двумя областями. Следовательно, UAI может не обладать достаточной дискриминирующей способностью в таких пограничных случаях, хотя мы отмечаем, что он был успешным в прогнозировании использования инструментов, которые проявляют различные типы износа на поверхности и острие, таких как Gol02 (). Поскольку в PNY было замечено, что обезьяны иногда используют один и тот же инструмент для удара топором и колотом (M.Гумерт, неопубликованные данные), это также может действовать, чтобы скрыть поведенческие реконструкции. Последний неправильно классифицированный инструмент, Ogr01, показал следы дробления на лице, но не на острие, несмотря на то, что его использовали в качестве топора. В таких случаях, когда диагностический ущерб от использования не создается в точке контакта, поведенческую историю инструмента вряд ли можно будет восстановить с помощью какой-либо формы анализа использования и износа. В таких случаях может оказаться полезным микроскопический анализ остатков растений или животных, прилипших к инструменту [3], [33], [34].

Gol02 показывает значительный точечный износ на забоях и раздавливание как острия, так и основания. А: фотография в масштабе 1 см; B: 3D-сканирование. Фотографии MG и MH.

В будущем мы намерены усовершенствовать шкалу интенсивности использования-износа, разработанную в этом исследовании, чтобы разрешить ее использование для интерпретации археологически извлеченных инструментов, которые использовались бирманскими длиннохвостыми макаками, при условии, что такие инструменты можно будет надежно отличить от инструментов от других животных и людей, а также от камней, поврежденных окружающей средой.Мы ожидаем, что такая дифференциация может быть возможна на основе распределения видов, размеров инструментов, характера использования и износа, а также ландшафтного распределения инструментов и остатков пищи, но исследования, чтобы проверить это ожидание, еще не проводились. Хотя мы прогнозируем, что слабый (следовой) износ орудий макака может быть не заметен после выветривания, вытаптывания или длительного захоронения, как умеренный, так и обширный износ более длительно изменяют поверхность камня. Скорость потери эксплуатационного износа инструментов, подверженных воздействию таких факторов, как приливы, осадки и волновые условия, наблюдаемые в PNY, необходимо будет оценить в будущих анализах, чтобы определить долговечность структур повреждений, которые также зависят от целостности инструмента. поверхность каменного орудия.Однако преобладание дробящего износа, твердость замкнутых прибрежных ресурсов, эксплуатируемых макаками на PNY, использование прочных инструментальных материалов, таких как базальт, и повторяющиеся удары ударов — все это благоприятные индикаторы для долгосрочного выживания и целостность артефактов бирманских длиннохвостых макак. С увеличением размеров выборки в будущем мы также сможем разработать UAI для конкретных материалов, которые улучшат точность наших поведенческих реконструкций. В то же время процессы и скорость формирования износа также требуют изучения, включая факторы, влияющие на характер повреждений, такие как (i) возраст и пол пользователя инструмента, (ii) твердость и состав камней, используемых в качестве инструментов, и ( ii) твердость и форма обработанных пищевых продуктов.

Продолжение изучения моделей износа, генерируемых макаками PNY, увеличит вероятность правильного определения мест использования макак орудиями труда, где такое поведение ранее практиковалось, но в настоящее время отсутствует (либо из-за местного исчезновения групп макак, либо из-за временного перерыва в их использовании. традиции использования инструмента). Об использовании каменных орудий бирманскими длиннохвостыми макаками впервые сообщили в прибрежных районах Бирмы, к северу от национального парка Лаем Сон, в 1880-х годах [24], и наряду с неофициальными сообщениями об использовании орудий в наши дни в восточных и западных прибрежных районах. Таиланд [26], это говорит о том, что ранее такое поведение имело более обширное географическое распространение в Юго-Восточной Азии.Таким образом, мы предполагаем, что существует ряд пока неопознанных участков использования инструментов макак вдоль побережья Таиланда и Бирмы, с местоположением участков и распространением использования инструментов прошлыми популяциями макак под влиянием резких колебаний уровня моря в последние ледниковые периоды. [35], [36]. Основным средством идентификации таких мест будет восстановление путем археологических раскопок и раскопок камней, размер и материал которых подходит для забивания камней макак. Интерпретация истории поведения таких камней будет в значительной степени зависеть от данных об их использовании.

Заключение

Мы продемонстрировали, что анализ использования-износа может успешно классифицировать каменные артефакты, используемые с двумя различными действиями дикими бирманскими длиннохвостыми макаками. Этот вывод демонстрирует, что модели использования-износа могут достоверно выявить предыдущую историю поведения каменных орудий макаки. Эти данные будут использоваться в текущих исследованиях рукояток, поразительной точности и ориентации инструментов, используемых дикими макаками как в наши дни, так и в прошлом. Мы ожидаем, что методы, используемые здесь, могут быть плодотворно применены к другим местам обитания макак в Таиланде и, возможно, для перекрестных сравнений таксонов с другими видами приматов и гомининов.Дальнейшее развитие и уточнение количественных аналитических методов, таких как UAI, необходимо, чтобы позволить археологии приматов расширить наши знания о технологической и поведенческой эволюции негомининов.

Дополнительная информация

Таблица S1

Данные об интенсивности износа.

(DOCX)

Заявление о финансировании

Это исследование финансировалось Столетним академическим фондом Университета Чулалонгкорн, Фондом академических исследований Наньянского технологического университета, исследовательским грантом уровня 1 RG07 / 95, предоставленным Министерством образования Сингапура MG, исследовательская стипендия Университета Королевского общества, присужденная DB, и Стартовый грант Европейского исследовательского совета No.283959 (PRIMARCH) присуждается MH. Финансирующие организации не играли никакой роли в дизайне исследования, сборе и анализе данных, принятии решения о публикации или подготовке рукописи.

Список литературы

14. МакГрю В.К. (1992) Материальная культура шимпанзе: значение для эволюции человека. Кембридж: Издательство Кембриджского университета.

17. Шумакер Р., Уолкап К., Бек Б. (2011) Поведение животных в отношении инструментов: использование и изготовление инструментов животными. Балтимор: Издательство Университета Джона Хопкинса.

18. Джулиан Ф (1996) Сравнение методов шимпанзе и первых гоминидов: некоторые вклады в культурные и когнитивные вопросы. В: Мелларс П., Гибсон К., редакторы. Моделирование раннего человеческого разума Кембридж: Институт археологических исследований Макдональда. С. 173–189.

26. Гумерт М., Харада Й., Малайвиджитнонд С. (в печати) Человеческая деятельность отрицательно влияет на диких каменных орудий, использующих бирманские длиннохвостые макаки Macaca fascicularis aurea в национальном парке Лемсон, Таиланд.Орикс.

32. Cooper J, Nugent S (2009) Инструменты на поверхности: анализ остатков и износостойкости каменных артефактов из Камовила, северо-запад Квинсленда.В: Haslam M, Robertson G, Crowther A, Nugent S, Kirkwood L, редакторы. Археологическая наука под микроскопом. Канберра: Австралийский национальный университет. С. 207–227.