Articolo metodologico

Un test dello specchio modificato come guida visiva per il tratto di autoconsapevolezza nei pinguini selvatici dell'Antartide, Pygoscelis adeliae

DOI:

10.3791/65927

⸱

8 luglio 2025

 ,  , 
1Polar Science Division, Ministry of Earth Sciences (MoES), Government of India, 2Psychophysiology Laboratory, Humanities and Social Sciences, Indian Institute of Technology Bombay, 3Animal Behavior and Cognition Programme, National Institute of Advanced Studies, 4Centre for Neuroscience, Indian Institute of Science, 5Department of Environmental Sciences and Wildlife Biology, Cotton University

In questo articolo

Sommario

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Un test dello specchio modificato appositamente ideato è stato utilizzato per trovare i tratti dell'autoconsapevolezza nei pinguini Adelie selvatici. L'esperimento, condotto in diversi terreni dell'Antartide nel periodo gennaio-febbraio 2020, è probabilmente il primo tentativo di riportare la presenza di queste caratteristiche nei pinguini.

Abstract

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In questo studio, il tratto di autoconsapevolezza è stato testato nei pinguini di Adelia che vivono su un'isola remota dell'Antartide. Quattro paradigmi sperimentali sono stati progettati per lo studio per visualizzare l'effetto di una vita sociale coordinata e in rete sulla generazione del tratto di autoconsapevolezza nei pinguini di Adelia. Lo studio, condotto in terreni estremamente freddi, innevati e difficili dell'Antartide nel periodo gennaio-febbraio 2020, riporta la presenza di tratti di autoconsapevolezza nei pinguini selvatici di Adelia nel loro habitat naturale sulla piattaforma di ghiaccio Dog's Neck e sull'isola di Svenner nell'Antartide orientale.

Lo studio si basa su un attento e attento monitoraggio dei movimenti quotidiani, delle attività sociali e dello stile di vita generale. Inoltre, riporta le reazioni e le posture dei pinguini in risposta alle loro immagini negli specchi durante quattro paradigmi sperimentali: test del comportamento di gruppo, test dello specchio modificato (MMT), test della testa nascosta e test del pettorale colorato.

L'articolo sostiene che questi paradigmi sperimentali sono probabilmente il primo tentativo di trovare la presenza di tratti di autoconsapevolezza in qualsiasi specie di pinguino. Si tratta di un tentativo pionieristico di condurre una serie di esperimenti cognitivi su individui liberi di una specie non umana nel loro ambiente naturale, senza alcuna precedente familiarizzazione, condizionamento o acclimatazione delle specie sperimentali. Si postula che la sperimentazione in un habitat naturale remoto, senza alcuna sovrapposizione esterna, faccia emergere le qualità intrinseche di un animale, in perfetto equilibrio con l'ambiente circostante.

Studi futuri che integrano la socio-ecologia e l'etologia cognitiva dei pinguini potrebbero fornire ulteriori informazioni sul fatto che i tratti di autoconsapevolezza riportati si siano evoluti a causa del comportamento cooperativo dei singoli pinguini con individui conspecifici durante le loro configurazioni coloniali/sociali. Si basa sulla comprensione che l'autoconsapevolezza è un requisito sociale essenziale per uno stile di vita cooperativo e si trova a livello aggregato della cognizione sociale.

Introduzione

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Gli scienziati hanno studiato a lungo l'ethos comportamentale dei non umani. Tra i vari tratti dei non umani, sono state studiate anche le peculiarità dell'autocoscienza, ma solo in alcune specie. La letteratura rivela che Gallup Jr1 è stato il primo a condurre tali studi nel 1970. Per esaminare se gli individui non umani, gli scimpanzé, nel suo caso, possedessero la capacità di auto-riconoscimento, Gallup Jr1 ha ideato una nuova tecnica utilizzando uno specchio. Basato sulla capacità degli scimpanzé di riconoscersi come individui attraverso le loro immagini speculari e chiamò questa tecnica "Test dello specchio".

Nei suoi esperimenti originali, Gallup Jr ha identificato quattro scimpanzé e dopo 2 giorni di isolamento prima del test, li ha esposti individualmente per 8 ore in ciascuno dei 2 giorni di studio alle loro immagini riflesse in uno specchio. Dopo altri 8 giorni - circa 80 ore - di esposizione prolungata alle loro immagini riflesse nello specchio, tutti e quattro gli scimpanzé, quando sono stati contrassegnati con un colorante rosso su una parte del loro corpo, che non potevano vedere direttamente, hanno tentato di toccare i segni rossi sui propri corpi dopo aver visto i loro riflessi nello specchio. È stato interpretato come una chiara prova che gli scimpanzé possiedono il tratto di autoconsapevolezza, poiché sembravano identificare gli individui che portavano i segni rossi, negli specchi, come se fossero se stessi. Con questo esperimento, Gallup Jr. è stato in grado di dimostrare che gli scimpanzé possiedono la capacità di auto-riconoscimento.

Nel corso degli anni, l'auto-riconoscimento attraverso immagini speculari è stato riportato come un fenomeno emergente in diversi studi su specie non umane, tra cui, tra le altre, le grandi scimmie, i tursiopi, gli elefanti asiatici e, più recentemente, una specie di pesce: il labro pulitore2. La completezza del test dello specchio di Gallup è stata, tuttavia, spesso messa in discussione, soprattutto per quanto riguarda gli animali che si affidano a modalità sensoriali diverse dalla vista per percepire se stessi e il loro ambiente3.

Negli uccelli, l'autoconsapevolezza è stata studiata con successo utilizzando il test dello specchio nei piccioni4, gazze 5 e corvi domestici indiani6. Utilizzando la tecnica dell'immagine speculare, Epstein e i suoi colleghihanno studiato il tratto di autoconsapevolezza in tre piccioni attraverso la loro capacità di localizzare un punto su ciascuno dei loro corpi, che non potevano vedere direttamente, dopo l'esposizione indipendente e l'abitudine a uno specchio per ~ 15 ore per un periodo di allenamento di 10 giorni. Lo studio della letteratura rivela che in tutte le indagini, ogni singolo uccello, tuttavia, ha dovuto sottoporsi a una varietà di precedenti esperienze di laboratorio, simili a quelle degli scimpanzé di Gallup Jr., e tutti hanno acquisito repertori simili a quelli degli scimpanzé sperimentali. Va notato, tuttavia, che la capacità degli uccelli di riconoscersi generalmente visivamente in uno specchio rimane equivoca, con le taccole7 e le cornacchie8,9 che hanno fallito il test di marcatura dello specchio10.

I test speculari sono spesso condotti in ambienti di laboratorio altamente artificiali, senza sapere come gli individui reagiranno al loro riflesso in natura11. Più in generale, l'incapacità di riconoscere se stessi o il fallimento del test dello specchio significano necessariamente che un particolare non umano manca di autocoscienza o della capacità di diventare l'oggetto della propria attenzione12,13.

Ci sono alcune definizioni di autoconsapevolezza. Henley equipara la consapevolezza con le auto-segnalazioni che indicano che un osservatore "vede consapevolmente" uno stimolo14,15. Abbiamo considerato l'"autoconsapevolezza" come la capacità dell'animale di essere intrinsecamente consapevole dell'ambiente e dei processi che lo circondano: l'aspetto del sé "rivolto verso l'interno" e la sua ricorsività16.

I pinguini sono antichi uccelli incapaci di volare che si trovano principalmente nell'emisfero australe. Sono una delle poche specie sopravvissute sulla terra per oltre 60 milioni di anni, essendo sopravvissute anche ai dinosauri. Nel corso del tempo, i pinguini hanno sviluppato una serie di caratteristiche morfologiche, fisiologiche e comportamentali che li rendono probabilmente i più specializzati di tutti gli uccelli esistenti. Questi adattamenti hanno permesso ai pinguini di colonizzare alcuni degli ambienti più estremi della Terra17.

Delle 17 specie di pinguini presenti in tutto il mondo, solo sette specie abitano l'Antartide e le isole sub-antartiche, e di queste, il pinguino di Adelia, Pygoscelis adeliae, è il più abbondante18,19. Sono uccelli sociali, con notevoli caratteristiche adattative, che includono l'alimentazione, il nuoto, la nidificazione e la riproduzione coloniale in gruppi omogenei discreti, ma solo nelle zone di ghiaccio e mare. Il clima estremo dell'Antartide richiede un alto livello di comportamento cooperativo tra questi pinguini, un prerequisito essenziale per lo sviluppo e il mantenimento delle colonie, aree in cui pinguini, foche e alcune altre specie di animali o uccelli vivono o si riproducono.

Uno studio della letteratura ha rivelato che non è stato condotto alcuno studio sulla ricerca di caratteristiche di autoconsapevolezza nei pinguini in Antartide. Ciò potrebbe essere dovuto alla presenza di colonie di pinguini in luoghi remoti e isolati dell'Antartide, insieme al suo ambiente estremamente freddo (vicino alla costa, la temperatura estiva può variare da 30 C a +10 C)20 e al difficile terreno innevato.

In questo studio, forse il primo del suo genere su qualsiasi specie di pinguino, abbiamo esaminato le risposte e le reazioni dei pinguini selvatici di Adelia Pygoscelis adeliae, sia individualmente che in gruppo, alle loro immagini di sé, generate in uno specchio durante diversi esperimenti sul campo. Le nostre indagini ci hanno portato a suggerire che i pinguini di Adelia hanno la caratteristica di autoconsapevolezza (qualità intrinseca). Sosteniamo che questo tratto di autoconsapevolezza nei pinguini possa svolgere un ruolo critico durante le loro varie attività coloniali e le interazioni sociali in cui gli individui di questa specie aviaria sono tipicamente impegnati.

Questo studio è pionieristico nel riportare la presenza di un tratto di autoconsapevolezza in una specie non umana in un ecosistema naturale, senza alcuna acclimatazione o addestramento preliminare delle specie di prova. È anche il primo studio sui pinguini nel terreno difficile, innevato e arido della regione antartica con temperature estremamente basse, da 30 C a +10 C. In questo caso, non solo è stata assicurata un'adeguata cura nella gestione di queste specie altamente sensibili, ma è stato anche rigorosamente seguito il "Codice di condotta" prescritto21.

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Protocollo

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Durante i nostri studi di ricerca in Antartide, abbiamo osservato tutte le procedure e i protocolli prescritti dalla Risoluzione ATCM 4 (2019) 21 e dall'Allegato II al protocollo sulla protezione ambientale del Trattato Antartico 22 .

1. Preparazione

  1. Poiché il clima è estremamente freddo, acclimatatevi a queste condizioni e abituatevi a vivere e lavorare in terreni difficili e isolati.
    NOTA: Il nostro team si è acclimatato ed è stato sufficientemente addestrato per condurre ricerche su questo terreno.
  2. Identificare i siti appropriati per lo studio nella regione dell'Antartide perché, contrariamente alla credenza generale che i pinguini si trovino in tutta la regione dell'Antartide, i gruppi di pinguini in termini reali si trovano solo in pochi luoghi limitati.
  3. Acquisisci familiarità con gli animali di studio per condurre esperimenti su di loro in Antartide. Cerca di rimuovere la paura e la timidezza nei pinguini e sviluppa un legame affettuoso con loro. Per seguire l'esempio di questo studio, chiedi a un membro del gruppo di vestirsi con il "tipico costume polare" e di inginocchiarsi per osservare le risposte naturali dei pinguini (Figura 1).
  4. Per la selezione degli animali da studio, tenere d'occhio i movimenti, il comportamento e lo stile di vita dei singoli animali e la loro vita quotidiana. Ad esempio, se si nutrono ogni giorno al mattino, pianifica di condurre gli esperimenti a quell'ora.

2. Configurazione sperimentale

  1. Seleziona un pezzo di terra pianeggiante sul terreno accidentato del sito selezionato in Antartide per condurre esperimenti. Installa l'esperimento vicino alla colonia dove si trovano i nidi dei pinguini. (Figura 1).
  2. Test all'aperto a specchio grande per studiare il comportamento dei pinguini
    1. Posiziona un grande specchio, dotato di un adeguato supporto, a terra all'aria aperta nel percorso dei donduli dei pinguini di Adelia e osserva attentamente le loro reazioni, sia individualmente che in gruppo, alle loro immagini speculari. Scatta fotografie per la registrazione e registra il tempo di permanenza dei pinguini come singoli e in gruppo davanti allo specchio (Figura 2). Tieni lo specchio in quella posizione finché i pinguini di prova non rimangono attratti da esso.
      NOTA: Lo specchio dovrebbe essere abbastanza grande da essere visibile ai pinguini da una lunga distanza e attirare un numero ragionevole di pinguini per lo studio.
  3. Test dello specchio modificato
    NOTA: Contrariamente ai rapporti della letteratura sulla conduzione del test dello specchio utilizzando un singolo specchio, abbiamo utilizzato due specchi nel test dello specchio modificato di nuova concezione per avere un'idea migliore del comportamento dei pinguini producendo un effetto di "rinforzo", che non è possibile con un singolo specchio.
    1. Costruire due recinti chiusi su tre lati fissando saldamente al suolo fogli di cartone con dimensioni approssimative di 75 cm x 100 cm e 75 cm x 50 cm. Utilizzare l'involucro più grande per l'esperimento principale e l'involucro piccolo per chiudere l'involucro grande o espandere l'involucro più grande di 50 cm, come e quando necessario (Figura 3).
    2. Prima dell'esperimento principale, osserva il comportamento dei pinguini nel recinto più grande senza specchi, che è la fase di controllo dell'esperimento.
    3. Posiziona due specchi di vetro, ciascuno di 54 cm x 40 cm, secondo le dimensioni del recinto più grande, sui lati opposti del recinto più grande per assicurarti che i pinguini si confrontino con le loro immagini speculari all'interno del recinto. L'uso di due specchi produrrà un effetto "rinforzante" sui pinguini e darà quindi un'immagine migliore del loro comportamento e del loro umore (Figura 3).
    4. Osserva attentamente il loro comportamento e scatta fotografie. Rilascia i pinguini subito dopo aver condotto lo studio.
  4. Test a testa nascosta
    NOTA: Lo scopo di questo test era determinare le reazioni dei pinguini alle loro immagini speculari distratte/parzialmente ostruite.
    1. Incolla un disco di carta circolare di qualsiasi colore, di 14 cm di diametro, sullo specchio anteriore nel recinto più grande ad un'altezza tale da ostruire l'immagine della testa e delle parti superiori del corpo del pinguino.
      NOTA: Il nostro disco era verde.
    2. Registra il periodo di permanenza dei pinguini nel recinto senza e con il disco. Scatta fotografie. Rilasciare gli animali immediatamente dopo lo studio (Figura 4).
  5. Test pettorina colorata
    NOTA: Contrariamente all'esperimento precedente, lo scopo di questo paradigma è quello di rendere l'immagine colorata e vedere le reazioni dei pinguini alle loro nuove immagini. Accerterà anche l'effetto di artefatti esterni sul loro corpo e le loro reazioni alle loro immagini speculari.
    1. Prepara dei piccoli bavaglini dai colori vivaci e allaccia un bavaglino intorno al collo di ciascuno dei sei pinguini Adelia, facendo attenzione a non permettere al bavaglino di oscurare i contorni del corpo del pinguino. Osserva attentamente il loro comportamento con questo abbigliamento e scatta fotografie; Registra la durata della permanenza di ogni pinguino nel recinto. Conduci lo studio anche senza pettorale. Rilasciare gli animali al termine dell'esperimento (vedere la Figura 5).

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Risultati

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Per questo studio sono stati identificati due siti di pinguini di Adelia-Pygoscelis adeliae, la specie di pinguini più abbondante in Antartide18 (Figura 1). Il primo è stato Dogs Neck Ice Shelf (S 70°03'43", E 24°51'58"), che è stato visitato frequentemente dai pinguini. La seconda era l'isola di Svinner nell'Antartide orientale, confinante con il mare (S 69°08'12", E 76°44'45"), che ha una colonia di ~3.500 pinguini di Adelia...

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Discussione

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L'obiettivo principale di questo studio è stato quello di determinare la presenza di autoconsapevolezza nei pinguini selvatici, Pygoscelis adeliae, in Antartide, studiando il comportamento di questi animali polari dopo la familiarizzazione iniziale, nel loro ambiente naturale e conducendo un test comportamentale di gruppo, un test dello specchio modificato, un test della testa nascosta e un test del pettorale colorato.

Il comportamento sociale è un as...

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Dichiarazioni

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Gli autori non hanno conflitti di interesse da dichiarare.

Ringraziamenti

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Il progetto è stato sostenuto finanziariamente e logisticamente dal National Center for Polar and Ocean Research (NCPOR) di Goa, in India, e dal Ministero delle Scienze della Terra (MoES), governo indiano di Nuova Delhi. Gli autori esprimono la loro sincera gratitudine a M. Ravichandran, ex direttore del NCPOR di Goa e segretario del Ministero delle Scienze della Terra (MoES) dell'India, per l'avanzamento concettuale di questo studio, e a M. Javed Beg, Vikas Gandhi, Punarbasu Choudhury, Michelle Fernandes e Debdip Chakraborty per il loro aiuto nella progettazione dei manufatti utilizzati nei test sul campo e nella conduzione degli esperimenti. Gli autori desiderano ringraziare in particolare il capitano Julius, un pilota di elicotteri molto capace, per aver reso possibile un atterraggio sicuro dei ricercatori sul terreno accidentato e roccioso dell'isola di Svenner in Antartide. Un ringraziamento speciale al Dr. B. S. Aggarwal per aver meticolosamente modificato il manoscritto e per aver fornito suggerimenti per migliorare il manoscritto.

Questo articolo è dedicato alla memoria del compianto Prof. David W. H. Walton del British Antarctic Survey, Cambridge, che è sempre stato profondamente interessato ai nostri studi.

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Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo
NomeAziendaNumero di catalogoCommenti
Scatola di imballaggio in cartoneQuantità: 2
Specchi in vetro-Grandi dimensioniQuantità: 1
Specchi in vetro-Medie dimensioniQuantità: 2
Bavaglini colorati di diversi colori (selezionati casualmente)Quantità: 6
Iphone 11 o più recente (per scattare fotografie e per la registrazione video) e fotocamera fotograficaQuantità: 2
Cronometro Quantità: 2
Abito polareQuantità: 1
Nastro biadesivo Quantità: 1

Riferimenti

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