一种改良的镜像测试作为野生南极企鹅（Pygoscelis adeliae）自我意识特征的视觉评估工具

摘要

一种特别设计的改良版镜子测试已被用于发现野生阿德利企鹅的自我意识特征。该实验于2020年1月至2月在南极洲的不同地形区域开展，可能是首次报道企鹅具有此类特征的尝试。

摘要

本研究测试了生活在南极洲偏远岛屿上的阿德利企鹅的自我意识特征。研究设计了四种实验范式，以观察协调且网络化的社会生活对阿德利企鹅产生自我意识特征的影响。该研究于2020年1月至2月在南极洲极端寒冷、积雪覆盖且地形艰险的环境中开展，报告了在南极东部狗颈冰架和斯文纳岛的自然栖息地中，野生阿德利企鹅存在自我意识特征的现象。

该研究基于对他们日常活动、社交行为及整体生活方式的密切而细致的观察。此外，还记录了相关反应 在四种实验范式——群体行为测试、改良镜像测试（MMT）、隐藏头部测试和彩色围兜测试中，企鹅对其在镜中影像所表现出的行为和姿势。

本文认为，这些实验范式可能是首次尝试在任何企鹅物种中寻找自我意识特征的存在。这是首次在自然环境中对非人类物种的自由活动个体进行一系列认知实验的开创性尝试，实验过程中未对实验物种进行任何预先熟悉、条件训练或适应性驯化。研究假设，在偏远的自然栖息地中开展实验，且不施加任何外部干预，能够使动物展现出与其周围环境保持完美平衡的内在特质。

未来将企鹅的社会生态学与认知行为学相结合的研究，可能会进一步揭示所报道的自我意识特征是否因其个体在群居/社会结构中与同种个体之间的合作行为而演化形成。这一观点基于以下认识：自我意识是合作生活方式所必需的社会能力，属于社会认知的高级整合水平。

引言

科学家长期以来一直在研究非人类动物的行为特征。在各种非人类动物的特征中，自我意识的特殊性也得到了研究，但仅限于少数物种。文献表明，加拉普（Gallup Jr）¹ 于1970年首次开展了此类研究。为了检验特定的非人类个体——在他研究中是黑猩猩——是否具备自我识别的能力，加拉普（Gallup Jr）¹ 设计了一种使用镜子的新技术。该技术基于黑猩猩能够通过镜中的影像识别自身作为独立个体的能力，他将此技术命名为"镜像测试"。

在最初的实验中，加洛普（Gallup Jr.）选择了四只黑猩猩，在测试前先让它们隔离两天，然后在连续两个研究日中，每天单独暴露于镜子中的自身影像前8小时。在随后大约80小时（持续8天）的长时间镜像暴露后，这四只黑猩猩在身体某部位被涂上红色染料（该部位无法直接看到）的情况下，当它们在镜中看到自己的影像时，均尝试触摸自己身体上的红色标记。这一行为被解释为明确的证据，表明黑猩猩具备自我意识的特征，因为它们似乎能识别出镜中带有红点的个体正是自己。通过该实验，加洛普（Gallup Jr.）证明了黑猩猩具有自我识别的能力。

多年来，多项研究报道了非人类物种通过镜像进行自我识别的现象，其中包括类人猿、宽吻海豚、亚洲象，以及最近发现的一种鱼类——裂唇鱼²。然而，Ga....

方案

在南极洲开展研究期间，我们严格遵守《南极条约环境保护议定书》附件二²²以及南极条约协商会议第4号决议（2019年）²¹所规定的全部程序与协议。

1. 准备

1. 由于气候极为寒冷，需适应这些条件，并习惯在艰难且与世隔绝的环境中生活和工作。
   注：我们的团队已充分适应环境，并接受了在该地区开展研究所需的足够训练。
2. 在南极地区确定合适的研究地点，因为与普遍认为企鹅遍布整个南极地区的观念相反，实际上企鹅群体仅存在于少数有限的区域。
3. 熟悉作为研究对象的动物，以便在南极开展实验。尝试消除企鹅的恐惧和羞怯情绪，并与它们建立情感联系。为效仿本研究的做法，可安排一名团队成员穿上“典型的极地装备服装”，并蹲低身体，以观察企鹅的自然反应（图1）。
4. 在选择研究动物时，需密切观察个体动物的活动、行为和生活方式及其日常生活。例如，若它们每天早晨外出觅食，则应计划在该时段开展实验。

2. 实验装置

1. 在南极洲选定地点的崎岖地形中，选择一块平坦的空地用于开展实验。将实验装置设置在企鹅栖息地附近，即企鹅巢穴所在区域。（图1

结果

本研究选取了两个地点对阿德利企鹅（Pygoscelis adeliae）进行观察，阿德利企鹅是南极洲数量最多的企鹅物种¹⁸（图1）。第一个地点是狗颈冰架（南纬70°03'43"，东经24°51'58"），企鹅经常到访此处。第二个地点是位于东中国台湾、毗邻海洋的斯文纳岛（南纬69°08'12"，东经76°44'45"），岛上约有3,500只阿德利企鹅的繁殖群（图1），海拔高度约30米，是开展实验的理想场所。在东中国台湾斯文纳岛对14只成年阿德利企鹅实施的改良镜像测试、隐藏头部测试和彩色喉囊测试的具体细节见补充表S1。

企鹅的适应性训练及群体行为测试

讨论

本研究的主要目的是通过观察南极地区野生阿德利企鹅（Pygoscelis adeliae）在自然环境中的行为，评估其是否存在自我意识。研究方法包括：在企鹅初步适应后，开展群体行为测试、改良版镜像测试、隐藏头部测试以及彩色胸牌测试。

社会行为是任何物种生活方式的重要方面，企鹅也不例外。因此，我们在研究这一方面时，特别关注以下几点：生活方式，包括家庭生活和安全因素；自由与栖息环境；以及合作与秩序性。

我们仔细观察了企鹅的栖息方式及其对后代的抚育行为。我们观察到这些企鹅如何演化出保障自身安全的策略。它们表现出的秩序感与合作行为也被详细记录下来。

我们面临的主要挑战是在企鹅的自然栖息地中开展研究。有助于我们研究的观察结果包括：通过密切观察企鹅的日常活动，确定清晨是企鹅成群外出觅食的时间，适合作为研究时段；安排一名穿着“极地装备”的人员出现，能够吸引企鹅的注意，使其在无恐惧和胆怯的情况下靠近我们；以及仔细观察企鹅的生活习性，包括它们的社会性行为、在繁殖地集群生活、个.......

材料

本文使用的材料清单

姓名	公司	目录编号	评论
纸板包装箱			数量：2
大号穿衣镜			数量：1
中号穿衣镜			数量：2
不同颜色的彩色背心（随机选择）			数量：6
iPhone 11 或更新型号（用于拍照和录像）及照相机			数量：2
秒表			数量：2
抓绒衣			数量：1
双面胶带			数量：1