本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映了作者的观点，不一定代表《大众科学》的观点
本周早些时候，科学家安娜·威尔金森因其对红腿象龟的传染性打哈欠（实际上是缺乏）的研究而荣获搞笑诺贝尔奖。如果您不熟悉搞笑诺贝尔奖，它们是颁发给“首先让你发笑，然后让你思考”的研究的。阅读Scicurious对这些奖项的报道，请点击此处。由于我过去在这个博客上两次报道过威尔金森的研究，我想重发它们以纪念她获奖。毕竟，致力于研究爬行动物认知的研究小组并不多。这是两篇帖子中的第一篇，最初发表于2010年6月28日。
大多数研究认知的人都专注于哺乳动物或鸟类。但我希望我已经说服您，研究其他动物也很重要。维也纳大学的一个研究小组喜欢冷血动物。如乌龟和蜥蜴等。他们认为
爬行动物、鸟类和哺乳动物都从共同的羊膜动物祖先进化而来，因此它们可能共享行为和形态特征。然而，这个共同祖先生活在大约2.8亿年前，因此同样有可能出现不同的特征和能力。尽管它们对于研究认知进化具有明显的意义，但很少有研究调查爬行动物的学习能力。少数对爬行动物进行的研究发现，几乎没有令人印象深刻的认知技能的证据。然而，许多这些研究是在不适合被测物种的环境中进行的（例如，热带爬行动物的寒冷房间）。由于爬行动物是变温动物（冷血动物），因此必须为它们提供类似于它们在自然栖息地中体验到的环境温度。只有这样，才能测试它们真正的认知能力。
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从另一个同种（同一物种的成员）的行为中学习的能力是适应性的。生活在社会群体中的动物，如哺乳动物、鸟类、鱼类和昆虫，可以通过观察其他群体成员解决问题来学习如何解决某些问题。根据这些作者的说法，没有人研究过爬行动物的这种形式的社会学习。但是这种特征——通过观察学习的能力——的进化起源尚不清楚。在适当的条件下，红腿象龟（Geochelone carbonaria）能否展示这种形式的社会学习的证据？
一个经常被隐含的假设是，生活在社会群体中促进了社会学习的进化。这导致了社会学习是社会生活产生的适应的假设。但是，试图检验这一假设的研究遇到了一个重要的混淆因素：有些物种的学习能力就是比其他物种强。在社会任务中表现更好的物种在非社会任务中也表现更好。
威尔金森和她的同事们认为，他们已经找到了一种更好的方法来解决这个问题。他们从一个非群居物种（红腿象龟）中选取个体，并询问它们是否可以通过观察其他红腿象龟的行为来解决任务。如果社会学习是对社会生活的适应，那么它们不应该表现出通过观察成功学习。然而，如果社会学习能力仅仅是一种更普遍的学习能力的特定效果，那么任何能够学习的动物都应该能够像使用任何其他环境线索一样使用社会线索。
红腿象龟是一种独居物种，分布在中美洲和南美洲的热带森林中。它们不生活在永久性群体中（不像一群住在下水道里的吃披萨的忍者），也没有亲代抚育。所以：你是一只乌龟，你通常独自度过你的时间。有一天，你四处走动，发现另一只乌龟。你做了一个点头展示，并弄清楚另一只乌龟是否是异性。如果是，游戏就开始了。下蛋等等。如果不是，两只乌龟互相忽略并继续前进。
在这个实验中，八只乌龟被饲养在一起两个月，使其充分接触其他同种（同一物种的成员）。即使它们生活在一起，它们也从未见过任何人执行实验任务，除非在严格的条件下。为了进行实验，它们被分为两个年龄和性别匹配的组。
游戏的目的是获得一块食物，但有一个透明的V形栅栏将乌龟与食物隔开。一组（“非观察者”）必须尝试自己弄清楚如何获得食物。第二组（“观察者”）观看受过训练的个体绕过栅栏去取食物，然后再自己尝试。
为什么这个任务会很难？乌龟可能没有很好的提前计划能力。为了在这个任务中获得食物，乌龟首先必须增加自身与食物之间的距离，然后再转弯，这时它可以开始减小自身与食物之间的距离。没有任何真正的未来计划能力，增加你与目标之间的距离可能没有任何实际意义。你为什么要从洛杉矶飞往拉斯维加斯，并在亚特兰大中转？只有当这是到达拉斯维加斯的唯一方法时，它才有意义。
首先，对四只非观察者乌龟（亚历山德拉、威廉敏娜、埃斯梅和艾米丽）进行了测试，以了解它们是否可以自己弄清楚。每只动物每天测试一次，连续十二天。它们做得怎么样？
“但是栏杆在哪里呢？”你问。我也问了同样的问题。我想知道论文中是否出现了一些错误。没有错误。数据都在那里。没有一只乌龟成功。它们都急切地靠近栅栏，它们可以通过栅栏看到奖励，但它们都没有导航绕过障碍物。它们中的一些试图强行穿过障碍物。大多数只是放弃并去睡觉了。
然后，威廉敏娜被费力地训练绕过栅栏的右侧以获得食物。威廉敏娜花费了超过150次试验才达到可靠的表现。（我可怜不得不训练她的可怜的研究生。）
然后，观察者组轮到了。每只观察者乌龟都被放入笼子里，观看威廉敏娜成功获得奖励。然后，威廉敏娜被移走，奖励碗被重新装满，并且地面上的树皮被更换（以确保观察者不能简单地追踪她的气味）。然后，观察者被释放并被允许取回食物。
这种情况下的所有四只乌龟都至少取得了一些成功。阴影条代表通过绕过栅栏右侧（如威廉敏娜所做的那样）成功取回，白色条代表通过绕过栅栏左侧成功取回。总共，通过向右走成功了21次，通过向左走成功了8次。除奎因外的所有参与者都通过向右走取得了他们的第一次成功。统计测试表明，它们向右走的次数明显多于偶然预期的次数。
这项研究表明，红腿象龟这种在野外不生活在社会群体中的动物，能够利用社会信息来解决问题。有时观察者乌龟绕过栅栏左侧的事实表明，它们并没有依赖实验者没有看到的一些其他环境线索——它们更普遍地通过观看威廉敏娜而学会了针对特定问题的解决问题的策略。奎因实际上在他第一次成功的尝试中向左走了，摩西和奥尔德斯都使用了两种方法。
据我所知，这篇论文是第一个关于非群居爬行动物社会学习的证据，它提供了可靠的证据，表明社会生活不是社会学习的先决条件。相反，它表明社会学习可能是更普遍的学习能力的结果。观察者乌龟可能只是将威廉敏娜视为环境中的另一种信息来源。
我认为（研究人员也注意到）接下来的步骤是看看乌龟是否也可以通过这种方式从其他物种或物体中学习。如果观察者观察一个人或一只狗解决这个问题会怎么样？或者如果观察者观察一个机器人绕过栅栏会怎么样？它们会弄清楚吗？我认为如果它们可以在这些条件下做到这一点，那么可能实际上没有任何社会性，可能只是威廉敏娜是环境中的另一种信息来源。然而，如果它们只能从其他同种中学习，或者至少学习得更好或更快，那么我认为这表明了一种根本的社会机制。
威尔金森，A.，库恩斯特纳，K.，穆勒，J.，和胡贝尔，L. (2010)。非群居爬行动物（红腿象龟）的社会学习生物学快报。DOI：10.1098/rsbl.2010.0092
实验室乌龟图片来自威尔金森实验室网站。顶部红腿象龟图片根据知识共享许可通过OpenCage.info使用。