Измерение иерархической структуры в последовательностях перкуссионного использования орудий у гоминид

Почему раскалывание орехов может пролить свет на большую загадку

Когда шимпанзе раскалывает орех или человек формирует каменное орудие, они не просто случайно двигают руками. Каждое действие — часть более крупного узора, немного как шаги в танце или слова в предложении. В этом исследовании поставлен глубокий вопрос с простой отправной точкой: можем ли мы измерить скрытую структуру внутри таких повседневных действий и что это говорит о том, как человеческое мышление эволюционировало от наших родственников — больших обезьян?

От простых цепочек к многоуровневым планам

Ученые давно подозревали, что способ, которым мы объединяем действия — будь то речь, использование орудий или другие навыки — опирается на «структуру в структуре», где мелкие единицы действий сгруппированы в большие блоки и подпланы. Классический пример — человеческая речь: звуки образуют слоги, те — слова, слова — фразы и предложения. Многие исследователи предполагали, что использование орудий у людей и больших обезьян может базироваться на похожей слоистой организации. Но до сих пор не было стандартного способа обнаружить и измерить эту невидимую иерархию в естественном поведении, поэтому споры о сходстве между языком и действием во многом оставались спекулятивными.

Новый способ видеть скрытые шаблоны в действии

Авторы предлагают аналитический конвейер, который превращает потоки поведения в измеримую «иерархическую сложность». Они начинают с видео реального перкуссионного использования орудий: дикие шимпанзе, раскалывающие орехи на наковальнях, и опытные человеческие каменщики, формирующие орудия Олдована и Ашель. Каждое отдельное движение — например, поднятие ореха, удар, смена хвата или снятие скорлупы — кодируется как символ в длинной последовательности. Эти последовательности затем подаются в алгоритм сжатия под названием Sequitur, который находит повторяющиеся подпоследовательности («блоки») и показывает, как они могут вкладываться друг в друга. По полученной книге правил конвейер вычисляет несколько характеристик: сколько существует блоков, какова их длина, сколько уровней наслаивается друг на друга и насколько равномерно распределено разветвление в получающихся древовидных структурах.

Обход случайного шума и простых привычек

Чтобы показать, что реальное использование орудий — это не просто повторение или простые привычки, исследователи сравнили последовательности шимпанзе с двумя видами синтетических контролей. Один был полностью случайным, полученным путем перемешивания действий при сохранении их общей частоты. Другой создавался моделью Маркова, которая учитывает вероятность того, что одно действие последует за предыдущим, но не имеет памяти о более дальних связях. Если бы поведение шимпанзе сводилось лишь к локальным ассоциациям — «после этого обычно делается то» — то последовательности Маркова должны были бы совпасть с реальными по сложности. Вместо этого последовательности раскалывания орехов у шимпанзе стабильно давали более длинные фразы, более сложные древовидные структуры и более богатое разнообразие уникальных структурных паттернов, чем случайные или Марковские контролы. Около 30 процентов структурных «правил» в реальном поведении не могли быть воспроизведены моделью Маркова, что указывает на подлинную иерархическую организацию, выходящую за рамки простого чередования.

Где шимпанзе и ранние люди расходятся

Тот же метод был затем применен к последовательностям изготовления каменных орудий человеком, которые археологи уже считают сильно структурированными. Здесь исследователи сравнили поведение шимпанзе с производством орудий Олдована и Ашель, двумя классическими этапами в технологической эволюции человека. Человеческие последовательности демонстрировали большую иерархическую глубину, более длинные повторяющиеся фразы и более высокое структурное разнообразие по сравнению с раскалыванием орехов шимпанзе, особенно в более развитой традиции Ашель. В то же время наблюдалось некоторое перекрытие: не все человеческие последовательности были значительно сложнее, и действия шимпанзе действительно показывали нетривиальную наслаиваемость. Этот результат поддерживает представление о постепенных эволюционных изменениях, при котором люди развивали и усложняли способности, уже присутствовавшие у больших обезьян, а не породили иерархическое планирование из ничего.

Что это значит для ума и эволюции

Для непрофессионального наблюдателя главное — в том, что и шимпанзе, и люди организуют свои действия при использовании орудий в вложенные паттерны, но люди идут дальше в этом вложении. Новый конвейер не читает мысли; он выявляет статистические признаки иерархии в том, что делают тела, а не точные мысли, которые за этим стоят. Тем не менее он предлагает мощный, общий способ сравнивать «грамматику» поведения между видами, задачами и областями — от раскалывания орехов и обработки камня до жестов или пения птиц. Показав, что у диких шимпанзе обнаружима измеримая иерархическая структура, которая превышает то, что можно объяснить простыми привычками, и что человеческое использование орудий ставит эту сложность на новый уровень, исследование предоставляет конкретный, основанный на данных мост между повседневными действиями и крупными вопросами об эволюции языка, культуры и мозга.

Цитирование: Taylor, D., Petersen, T., Crockford, C. et al. Measuring hierarchical structure across hominid percussive tool-use sequences. Commun Biol 9, 457 (2026). https://doi.org/10.1038/s42003-026-09633-8

Ключевые слова: использование орудий шимпанзе, иерархическое поведение, изготовление каменных орудий, когнитивная эволюция, поведенческие последовательности