Методическая статья

Модифицированный зеркальный тест в качестве визуального ориентира для черты самосознания у диких антарктических пингвинов, Pygoscelis adeliae

DOI:

10.3791/65927

8 июля 2025 г.

В этой статье

Краткое содержание

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Специально разработанный модифицированный зеркальный тест был использован для выявления черт самосознания у диких пингвинов Адели. Эксперимент, проведенный в различных районах Антарктиды в январе-феврале 2020 года, является, вероятно, первой попыткой сообщить о наличии этих характеристик у пингвинов.

Аннотация

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

В этом исследовании черта самосознания была проверена на пингвинах Адели, живущих на отдаленном острове в Антарктиде. Для исследования были разработаны четыре экспериментальные парадигмы, чтобы визуализировать влияние скоординированной и сетевой социальной жизни на формирование черты самосознания у пингвинов Адели. В исследовании, проведенном в чрезвычайно холодной, заснеженной и труднопроходимой местности Антарктиды в январе-феврале 2020 года, сообщается о наличии черт самосознания у диких пингвинов Адели в их естественной среде обитания на шельфовом леднике Собачья шея и острове Свеннера в Восточной Антарктиде.

Исследование основано на тщательном и тщательном наблюдении за их повседневными передвижениями, социальной активностью и общим образом жизни. Кроме того, в нем сообщается о реакциях и позах пингвинов в ответ на их изображения в зеркалах во время четырех экспериментальных парадигм: тест группового поведения, тест модифицированного зеркала (MMT), тест скрытой головы и тест цветного нагрудника.

В статье утверждается, что эти экспериментальные парадигмы, вероятно, являются первой попыткой обнаружить наличие черт самосознания у любого вида пингвинов. Это новаторская попытка провести серию когнитивных экспериментов на свободно живущих особях нечеловеческого вида в их естественной среде обитания без какого-либо предварительного ознакомления, обусловливания или акклиматизации подопытного вида. Постулируется, что эксперименты в отдаленной естественной среде обитания, без какого-либо внешнего наложения, выявляют внутренние качества животного, находящегося в идеальном равновесии с окружающей средой.

Будущие исследования, объединяющие социоэкологию и когнитивную этологию пингвинов, могут дать дополнительное представление о том, развились ли зарегистрированные черты самосознания из-за кооперативного поведения отдельных пингвинов с сородичами особей на протяжении всей их колониальной/социальной среды. Она основана на понимании того, что самосознание является существенным социальным требованием для кооперативного образа жизни и лежит на агрегированном уровне социального познания.

Введение

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Ученые уже давно изучают поведенческий этос нелюдей. Среди различных черт нечеловеческих существ были изучены и особенности самосознания, но только у нескольких видов. Из литературы известно, что Gallup Jr1 был первым, кто провел такие исследования в 1970 году. Чтобы проверить, обладают ли конкретные нечеловеческие индивидуумы, шимпанзе, в его случае, способностью к самопознанию, Гэллап-младшийразработал новую технику с использованием зеркала. Основываясь на способности шимпанзе узнавать себя как индивидуумов через их зеркальные отражения, он назвал эту технику «Зеркальным тестом».

В своих оригинальных экспериментах Гэллап-младший идентифицировал четырех шимпанзе и после 2 дней изоляции перед тестом подвергал их воздействию по отдельности в течение 8 часов в каждый из двух дней исследования на их отраженные изображения в зеркале. После еще 8 дней (около 80 часов) длительного воздействия на свои отраженные изображения в зеркале, все четыре шимпанзе, когда их пометили красной краской на части своего тела, которую они не могли непосредственно видеть, попытались коснуться красных отметин на своем собственном теле после того, как увидели свои отражения в зеркале. Это было интерпретировано как явное доказательство того, что шимпанзе обладают чертой самосознания, поскольку они, казалось, идентифицировали индивидуумов с красными отметинами в зеркалах как самих себя. С помощью этого эксперимента Гэллап-младший смог показать, что шимпанзе обладают способностью к самопознанию.

На протяжении многих лет самоузнавание через зеркальные отражения сообщалось как эмерджентное явление в нескольких исследованиях нечеловеческих видов, включая, среди прочих, человекообразных обезьян, дельфинов-афалин, азиатских слонов и совсем недавно вид рыб — губана-чистильщика. Однако полнота зеркального теста Гэллапа часто ставилась под сомнение, особенно в отношении животных, которые полагаются на сенсорные модальности, отличные от зрения, для восприятия себяи окружающей среды.

У птиц самосознание было успешно исследовано с помощью зеркального теста у голубей4, сороки5 и индийских домовых ворон6. Используя технику зеркального отражения, Эпштейн иего коллеги исследовали черту самосознания у трех голубей через их способность находить точку на каждом из своих тел, которую они не могли видеть напрямую, после независимого воздействия и привыкания к зеркалу в течение ~15 часов в течение 10-дневного периода обучения. Изучение литературы показывает, что во всех исследованиях каждая отдельная птица, однако, должна была пройти через различные предварительные лабораторные опыты, подобные тому, что имели шимпанзе Гэллапа-младшего, и все они приобретали репертуары, сходные с репертуарами подопытных шимпанзе. Следует, однако, отметить, что способность птиц в целом узнавать себя визуально в зеркале остается неоднозначной: галки7 и вороны-падальщики8,9 не прошли тест на зеркальную отметку10.

Зеркальные тесты часто проводятся в искусственных лабораторных условиях, без знания того, как особи будут реагировать на свое отражениев дикой природе. В более общем плане, если неспособность узнать себя или не пройти тест с помощью зеркала обязательно означает, что конкретному нечеловеку не хватает самосознания или способности стать объектом собственного внимания,12,13.

Существует несколько определений самосознания. Хенли приравнивает осознание к самоотчетам, указывающим на то, что наблюдатель «сознательно видит» стимул14,15. Мы рассматривали «самосознание» как способность животного внутренне осознавать окружающую его среду и процессы — «обращение внутрь» своего «я» и его рекурсивность.

Пингвины – древние нелетающие птицы, обитающие в основном в Южном полушарии. Они являются одним из немногих видов, выживших на Земле более 60 миллионов лет, пережив даже динозавров. Со временем пингвины развили набор морфологических, физиологических и поведенческих особенностей, которые делают их, возможно, наиболее уникально специализированными из всех современных птиц. Эти адаптации позволили пингвинам колонизировать некоторые из самых экстремальных условий наЗемле-17.

Среди 17 видов пингвинов, встречающихся во всем мире, только семь видов обитают в Антарктиде и на субантарктических островах, и из них пингвин Адели, Pygoscelis adeliae, является наиболее многочисленным18,19. Это социальные птицы с замечательными адаптивными особенностями, которые включают в себя питание, плавание, гнездование и размножение колониями в дискретных однородных группах, но только в зонах льда и моря. Экстремальный климат Антарктиды обуславливает высокий уровень сотрудничества между этими пингвинами, что является важной предпосылкой для развития и поддержания лежбищ – районов, где живут или размножаются пингвины, тюлени и некоторые другие виды животных или птиц.

Изучение литературы показало, что не проводилось никаких исследований по выявлению характеристик самосознания у пингвинов в Антарктиде. Это может быть связано с наличием колоний пингвинов в отдаленных и изолированных местах Антарктиды вкупе с ее чрезвычайно холодной средой (вблизи побережья летняя температура может варьироваться от 30 С до +10 С)20, а также сложной заснеженной местностью.

В этом исследовании, возможно, первом в своем роде на любом виде пингвинов, мы изучили ответы и реакции диких пингвинов Адели Pygoscelis adeliae, как по отдельности, так и в группе, на их самоизображения, сгенерированные в зеркале во время нескольких полевых экспериментов. Наши исследования привели нас к предварительному предположению, что пингвины Адели обладают характеристикой самосознания (внутренним качеством). Мы утверждаем, что эта черта самосознания у пингвинов может играть решающую роль во время их различной колониальной деятельности и социальных взаимодействий, в которых обычно участвуют особи этого вида птиц.

Это исследование является первым в сообщении о наличии черты самосознания у нечеловеческого вида в естественной экосистеме, без какой-либо акклиматизации или предварительного обучения испытуемых видов. Это также первое исследование пингвинов в сложной, заснеженной и бесплодной местности региона Антарктиды с экстремально низкими температурами, от 30 до +10 °C. Здесь не только обеспечивался надлежащий уход при обращении с высокочувствительными видами, но истрого соблюдался предписанный «Кодекс поведения».

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Протокол

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

В ходе наших научных исследований в Антарктике мы соблюдали все процедуры и протоколы, предусмотренные Резолюцией 4 (2019) 21 КСДА и Приложением II к Протоколу по охране окружающей среды к Договору об Антарктике22 .

1. Подготовка

  1. Поскольку климат чрезвычайно холодный, акклиматизируйтесь к этим условиям и привыкайте жить и работать в труднопроходимой и изолированной местности.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Наша команда акклиматизировалась и была достаточно обучена для проведения исследований на этой местности.
  2. Определите подходящие места для исследования в регионе Антарктиды, потому что, вопреки распространенному мнению, что пингвины встречаются по всему региону Антарктиды, группы пингвинов в реальном выражении встречаются только в нескольких ограниченных местах.
  3. Познакомьтесь с исследуемыми животными для проведения над ними экспериментов в Антарктиде. Попытайтесь избавиться от страха и застенчивости у пингвинов и развить с ними нежную связь. Чтобы следовать примеру этого исследования, попросите одного из членов группы одеться в «типичный костюм полярного снаряжения» и встать на колени, чтобы наблюдать за естественной реакцией пингвинов (рис. 1).
  4. При выборе исследуемых животных внимательно следите за движениями, поведением и стилем жизни отдельных животных, а также за их повседневной жизнью. Например, если они добывают пищу каждый день по утрам, планируйте проведение экспериментов в это время.

2. Экспериментальная установка

  1. Выберите равнинный участок земли на пересеченной местности выбранного участка в Антарктиде для проведения экспериментов. Устройте эксперимент рядом с лежбищем, где расположены гнезда пингвинов. (Рисунок 1).
  2. Большой зеркальный тест под открытым небом для изучения поведения пингвинов
    1. Поместите большое зеркало, имеющее надлежащую опору, на землю под открытым небом на пути перевалки пингвинов Адели и внимательно наблюдайте за их реакцией, как индивидуально, так и в группе, на свои зеркальные отражения. Сделайте фотографии для рекордов и запишите время пребывания пингвинов поодиночке и в группах перед зеркалом (рисунок 2). Держите зеркало в таком положении до тех пор, пока тестовые пингвины не перестанут привлекать его.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Зеркало должно быть достаточно большим, чтобы его могли видеть пингвины с большого расстояния и привлекать разумное количество пингвинов для исследования.
  3. Испытание модифицированного зеркала
    Примечание: Вопреки литературным сообщениям о проведении зеркального теста с использованием одного зеркала, мы использовали два зеркала в недавно разработанном, модифицированном зеркальном тесте, чтобы получить лучшее представление о поведении пингвинов путем создания «усиливающего» эффекта, что невозможно при использовании одного зеркала.
    1. Соорудите два трехсторонних закрытых корпуса, прочно закрепив картонные листы приблизительными размерами 75 см x 100 см и 75 см x 50 см к земле. Используйте больший корпус для основного эксперимента, а маленький — для закрытия большого корпуса или расширения большего корпуса на 50 см по мере необходимости (рис. 3).
    2. Перед началом основного эксперимента понаблюдайте за поведением пингвинов в большом вольере без зеркал, что является контрольной фазой эксперимента.
    3. Разместите два стеклянных зеркала, каждое размером 54 см x 40 см, в зависимости от размера большого вольера, на противоположных сторонах большого вольера, чтобы пингвины противостояли своим зеркальным отражениям внутри вольера. Использование двух зеркал окажет на пингвинов «усиливающий» эффект и, таким образом, даст лучшее представление об их поведении и настроении (рис. 3).
    4. Внимательно наблюдайте за их поведением и фотографируйте. Выпускайте пингвинов сразу после проведения исследования.
  4. Тест скрытой головки
    Примечание: Целью этого теста было определить реакцию пингвинов на их отвлеченные/частично заблокированные зеркальные изображения.
    1. Наклейте круглый бумажный диск любого цвета, диаметром 14 см, на переднее зеркало в большом вольере на высоте, которая может затруднить изображение головы и верхней части тела пингвина.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Наш диск был зеленым.
    2. Запишите период пребывания пингвинов в вольере без диска и с диском. Фотографируйте. Выпустите животных сразу после исследования (рисунок 4).
  5. Тест на цветной нагрудник
    Примечание: В отличие от предыдущего эксперимента, цель этой парадигмы состоит в том, чтобы сделать изображение красочным и увидеть реакцию пингвинов на их новые изображения. Он также установит влияние внешних артефактов на их тело и их реакцию на их зеркальные отражения.
    1. Подготовьте несколько маленьких, ярко окрашенных нагрудников и закрепите по одному нагруднику на шее каждого из шести пингвинов Адели, следя за тем, чтобы нагрудник не затенял контуры тела пингвина. Внимательно наблюдайте за их поведением в этом наряде и фотографируйтесь; Запишите продолжительность пребывания каждого пингвина в вольере. Проводите исследование также без нагрудника. Выпустите животных после завершения эксперимента (см. рисунок 5).

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Результаты

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Для этого исследования были определены два участка пингвинов Адели - Pygoscelis adeliae, наиболее распространенных из всех видов пингвинов в Антарктиде18 (Рисунок 1). Первым был шельфовый ледник Собачья шея (S 70°03'43", E 24°51'58"), который часто посещали пингвины. Вторым был остров Свиннер в Восточной Антарктиде, граничащий с морем (S 69°08'12", E 76°44'45"), который имеет лежбище ~3,500 пингвинов Адели (

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Обсуждение

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Основной целью данного исследования было определение наличия самосознания у диких пингвинов, Pygoscelis adeliae, в Антарктиде, путем изучения поведения этих полярных животных после первоначального ознакомления в их естественной среде обитания и проведения теста группового поведения, теста модифицированного зеркала, теста скрытой головы и теста цветного нагрудника.

Социальное поведение является важным аспектом образа жизни любого вида, так же как и пов...

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Раскрытие информации

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

У авторов нет конфликта интересов, о котором можно было бы заявить.

Благодарности

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Проект был финансово и материально поддержан Национальным центром полярных и океанических исследований (NCPOR), Гоа, Индия, и Министерством наук о Земле (MoES), правительство Индии, Нью-Дели. Авторы выражают искреннюю благодарность М. Равичандрану, экс-директору NCPOR (Гоа) и секретарю Министерства наук о Земле (МОН) Индии, за концептуальное развитие данного исследования, а также М. Джаведу Бегу, Викасу Ганди, Пунарбасу Чоудхури, Мишель Фернандес и Дебдипу Чакраборти за помощь в проектировании артефактов, использованных в полевых испытаниях и проведении экспериментов. Авторы хотели бы выразить особую признательность капитану Юлиусу, очень способному пилоту вертолета, за то, что он сделал возможной безопасную посадку исследователей на пересеченной и каменистой местности острова Свеннера в Антарктиде. Особая благодарность доктору Б. С. Аггарвалу за тщательное редактирование рукописи и предложения по ее улучшению.

Эта статья посвящена светлой памяти покойного профессора Дэвида У. Х. Уолтона из Британской антарктической службы в Кембридже, который всегда проявлял глубокий интерес к нашим исследованиям.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Материалы

Список материалов, использованных в этой статье
ИмяКомпанияКаталожный номерКомментарии
Картонная упаковочная коробкаКоличество: 2
Зеркала Looking glass-Большой размерКоличество: 1
Зеркала Looking Glass-Средний размерКоличество: 2
Цветные нагрудники разных цветов (выбираются случайным образом)Количество: 6
Iphone 11 или более поздняя версия (для фотосъемки и видеозаписи) и фотоаппаратКоличество: 2
Секундомер Количество: 2
Полярное платьеКоличество: 1
Двухсторонний скотч Количество: 1

Ссылки

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Gallup, G. G. Jr Chimpanzees: Self-recognition. Science. 167 (3914), 86-87 (1970).
  2. Kohda, M., et al. Further evidence for the capacity of mirror self-recognition in cleaner fish and the significance of ecologically relevant marks. PLoS Biol. 20 (2), e3001529(2022).
  3. Bekoff, M., Sherman, P. Reflections on animal selves. Trends Ecol Evol. 19 (4), 176-180 (2004).
  4. Epstein, R., Lanza, R. P., Skinner, B. F. "Self-awareness" in the pigeon. Science. 212 (4495), 695-696 (1981).
  5. Prior, H., Schwarz, A., Güntürkün, O. Mirror-induced behavior in the magpie (Pica pica): Evidence of self-recognition. PLoS Biol. 6 (8), e202(2008).
  6. Buniyaadi, A., Taufique, S., Kumar, V. Self-recognition in corvids: Evidence from the mirror-mark test in indian house crows (Corvus splendens). J Ornithol. 161, 341-350 (2020).
  7. Soler, M., Pérez-Contreras, T., Peralta-Sánchez, J. Mirror-mark tests performed on jackdaws reveal potential methodological problems in the use of stickers in avian mark-test studies. Plos One. 9 (1), e86193(2014).
  8. Vanhooland, L., Bugnyar, T., Massen, J. Crows (Corvus corone ssp.) check contingency in a mirror yet fail the mirror-mark test. J Comp Psychol. 134 (2), 158-169 (2020).
  9. Brecht, K., Muller, J., Nieder, A. Carrion crows (Corvus corone corone) fail the mirror mark test yet again. J Comp Psychol. 134 (2), 372-378 (2020).
  10. Brecht, K., Nieder, A. Parting self from others: Individual and self-recognition in birds. Neurosci Biobehav Rev. 116, 99-108 (2020).
  11. Anderson, J. R., Hubert-Brierre, X., Mcgrew, W. C. Reflections in the rainforest: Full-length mirrors facilitate behavioral observations of unhabituated, wild chimpanzees. Primates. 58 (1), 51-61 (2017).
  12. Safina, C. Beyond words: What animals think and feel. , Picador. (2015).
  13. Cazzolla Gatti, R., Velichevskaya, A., Gottesman, B., Davis, K. Grey wolf may show signs of self-awareness with the sniff test of self-recognition. Ethol Ecol Evol. 33 (4), 444-467 (2021).
  14. Merikle, P. M. Toward a definition of awareness. Bull Psychon Soc. 22 (5), 449-450 (1984).
  15. Henley, S. H. A. Unconscious perception re-revisited: A comment on Merikle's (1982) paper. Bull Psychon Soc. 22 (2), 121-124 (1984).
  16. Ramachandran, V. Self-awareness: The last frontier. , https://www.edge.org/conversation/vilayanur_ramachandran-self-awareness-the-last-frontier (2023).
  17. Cole, T. L., et al. Genomic insights into the secondary aquatic transition of penguins. Nat Commun. 13 (1), 3912(2022).
  18. Croxall, J. P., Prince, P. A. Antarctic seabird and seal monitoring studies. Polar Record. 19 (123), 573-595 (1979).
  19. Mayr, G., et al. A paleocene penguin from new zealand substantiates multiple origins of gigantism in fossil sphenisciformes. Nat Commun. 8, 1927(2017).
  20. Antarctic weather. , Australian Antarctic Program. (2023).
  21. Code of conduct for the use of animals for scientific purposes in antarctica: Resolution 4. , Scientific Committee on Antarctica Research (SCAR). (2019).
  22. Protocol on environment protection to the Antarctica treaty, annex II. , Antarctica Treaty Consultative Meeting (ATCM). (2019).
  23. Emery, N. J. The eyes have it: The neuroethology, function and evolution of social gaze. Neurosci Biobehav Rev. 24 (6), 581-604 (2000).
  24. Penney, R. Territorial and social behavior in the Adelie penguin. Antarctic bird studies. Austin, O. L. Jr , 83-131 (1968).
  25. Spurr, E. Individual differences in aggressiveness of adélie penguins. Animal Behaviour. 22, 611-616 (1974).
  26. Jouventin, P., Aubin, T. Acoustic systems are adapted to breeding ecologies: Individual recognition in nesting penguins. Animal Behaviour. 64, 747-757 (2002).
  27. Marks, E., Rodrigo, A., Brunton, D. Ecstatic display calls of the Adélie penguin honestly predict male condition and breeding success. Behaviour. 147, 165-184 (2010).
  28. Spurr, E. Communication in the Adelie penguin. The biology of penguins. Stonehouse, B. , Macmillan. London. 449-501 (1975).
  29. Dittrich, W. How monkeys see others - discrimination and recognition of monkeys' shape. Behav Processes. 33 (1-2), 139-154 (1994).
  30. Hamdan, A., et al. A preliminary study of mirror-induced self-directed behaviour on wildlife at the royal belum rainforest Malaysia. Sci Rep. 10 (1), 1-9 (2020).
  31. Stout, J. F., Wilcox, C. R., Creitz, L. E. Aggressive communication by Larus glaucescens part i. Sound communication. Behaviour. 34 (1/2), 29-41 (1969).
  32. Griffin, D. R., Speck, G. B. New evidence of animal consciousness. Anim Cogn. 7 (1), 5-18 (2004).
  33. Kandel, E. The molecular biology of memory storage: A dialogue between genes and synapses. Science. 294, 1030-1038 (2001).
  34. Morin, A. Levels of consciousness and self-awareness: A comparison and integration of various neurocognitive views. Conscious Cogn. 15 (2), 358-371 (2006).
  35. Hebb, D. O. The Organization of Behavior. , Wiley. New York. (1949).
  36. Kandel, E. R. Nobel lecture: The molecular biology of memory storage: A dialog between genes and synapses. , https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/2000/kandel/lecture/ (2000).
  37. Thorndike, E. L. Animal intelligence: Experimental studies. , Routledge. (2000).
  38. Brashers-Krug, T., Shadmehr, R., Bizzi, E. Consolidation in human motor memory. Nature. 382 (6588), 252-255 (1996).
  39. Sinha, A. Scio ergo sum - knowledge of the self in a nonhuman primate. J Indian Inst Sci. 97 (4), 567-582 (2017).
  40. Open Science Conference 2020: An global connection: Full abstract book. Dastidar, P. G., Khan, A. , Scientific Committee on Antarctic Research (SCAR). (2020).
  41. Scientific Committee on Antarctic Research (SCAR) Conference. Sinha, A., Dastidar, P. G., Khan, A. , (2022).
  42. Gallup, G. G. Jr Self recognition in primates: A comparative approach to the bidirectional properties of consciousness. American Psychologist. 32 (5), 329(1977).
  43. Brandl, J. L. The puzzle of mirror self-recognition. Phenom Cogn Sci. 17 (2), 279-304 (2018).

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Перепечатки и разрешения

Запросить разрешение на повторное использование текста или иллюстраций этой статьи JoVE

Запросить разрешение

Теги

Похожие статьи