近期，南京大学动物行为与保护实验室（Lab of Animal Behavior & Conservation）在灰喜鹊的比较认知方面取得一些新的进展。 “乌鸦喝水”是著名的伊索寓言之一，但在真实的自然世界中，鸦科鸟类也的确可以完成叼石取水。2021年1月12日在Scientific Reports上的文章，探究了灰喜鹊“乌鸦喝水”实验中其对物理世界的认知能力。该文章通过水与沙、重与轻、实与虚、粗与细、高与低、U型管等六个系列实验（图1），采用了一种新的数据分析方法，从认知心理学的角度来解释灰喜鹊对自然规律的认知能力。这项研究还与公认的鸦科天才新喀里多尼亚乌鸦（Corvus moneduloides）“乌鸦喝水”数据进行比较，发现至少在叼石取物的物理认知方面，灰喜鹊不落下风。灰喜鹊完成伊索寓言中的“乌鸦喝水”任务，不仅让我们小时候听到的童话照进现实，也让我们发现灰喜鹊具有高超的认知能力。它在实验中所表现初出来的类比问题解决的能力以及训练迁移也是我们在日常学习生活中经常使用的能力，该研究也被央视、中国科学报等十余家媒体专题节目录制或报道（央视：学习能力超强的灰喜鹊；中国科学报：灰喜鹊某些认知能力或与六七岁孩子相当）。

图1 伊索寓言范式中测试灰喜鹊的实验道具

 身背“叼石取物”技能包的灰喜鹊，为我们开展更为深入的比较认知学提供了前提条件。比如，关于动物合作的起源问题，是Science杂志提出的世纪难题之一。是什么促进了动物的合作行为，除了亲缘选择假说之外，对于非亲个体而言，直接互惠被认为是动物产生互惠合作的重要原因。但在动物中开展合作行为的研究，一直缺少合适的对象及合适的研究条件。

而灰喜鹊掌握了“叼石取物”这一能力，就为我们探究直接互惠是否能够引起灰喜鹊的合作行为提供了直接证据。本研究的初步想法是，两只灰喜鹊，每一只都有单独的一块石头，当它们叼起石头砸进容器，只有对方可以获得食物，那么如果双方合作，就都可以获得食物，理想条件下，这样的直接互惠应该能够促进灰喜鹊相互合作共同受益。具体的实验设计基于“囚徒困境”，两只灰喜鹊，分别有两个选择：合作（投石）或背叛（不投石）（图2）。假设每只灰喜鹊获得食物的收益为b，叼石头的消耗为c，那么如果双方合作的话，则每只灰喜鹊净收益为b-c，双方净收益为2（b-c）；如果一方合作一方背叛，那么合作方净收益为-c，背叛方为b，双方净收益为b-c；如果双方都不合作，那么净收益为0。参与实验的灰喜鹊没有亲缘关系，共三对。

图2 资源交换博弈模式下灰喜鹊训练和实验模式图，训练（上），实验（下）

然而，实验结果表明，预期中稳定的互帮互助、互惠互益并未发生。实验开始时，几对灰喜鹊都会尝试互帮互惠（灰喜鹊合作实验--互帮互惠），但很快，所有的合作行为就都消失了，在这一变化过程中，背叛、欺骗、尔虞我诈成为常态，最终达到了双方再不合作的稳定状态（图3）。实验中甚至多次出现，一只灰喜鹊明显的欺骗对方假装投石，从而诱骗对方也投石，双方相互试探，但最终还是不合作占了上风（灰喜鹊合作实验--背叛，灰喜鹊合作实验-欺骗）。

图3 灰喜鹊合作博弈的净收益变化

影响合作的因素可能还会灰喜鹊的饥饿程度、熟悉程度、奖励多寡等，理论上，灰喜鹊越饥饿、双方越熟悉、奖励越丰厚，应该越能够促进灰喜鹊的合作。因此，实验后期我们也增设了促进合作的条件，比如饥饿处理时间延长、共处一室增进了解、食物奖励加倍，但即便如此，灰喜鹊的合作均没有显著的改善（图4）。这可能是因为，从个人角度考虑，选择背叛至少不会有损失。这一合作博弈实验，大大丰富了“直接互惠导致合作产生”这一重大科学议题，也揭示了自然界个体互作的可能机制。该研究于2022年6月17日在认知学经典刊物Animal Cognition上线发表，博士生张宜贵为第一作者，李忠秋教授为通讯作者。

图4 灰喜鹊三种附加条件下合作博弈的净收益变化

合作博弈实验是ABC实验室救助的灰喜鹊参与完成的最后一个实验，此前这些灰喜鹊完成了拉绳取物、镜面实验、客体永久性、乌鸦喝水、恐新症及人脸识别等系列实验，先后在Current Zoology、Current Biology、Journal of Ornithology、Behavioural Processes、Scientific Reports等期刊上发表7篇论文，培养了3名硕士生。目前这些灰喜鹊已经在南京市红山森林动物园展出并安享晚年（图5）。参与灰喜鹊认知工作的主要人员包括：王琳、张宜贵、陈丽鑫、罗云超、余璠、王旭等。这一系列以灰喜鹊为模式物种开展的比较认知学研究并未获得项目资助，但部分人员津贴来自国家自然科学基金、西藏重大科技等项目。

图5  ABC实验室退休的灰喜鹊在南京红山森林动物园展出并颐养天年

附ABC实验室灰喜鹊相关论文：

1.       Zhang Yi-gui, Zhang Zi-ye, Zhao Ling-ling, Tao Yi, Li Zhong-qiu*. 2022. Azure-winged Magpies would rather avoid losses than strive for benefits based on reciprocal altruism. Animal Cognition. (Online)

2.       Miller Rachael, Lambert Megan, Frohnweiser Anna, Brecht Katharina, Bugnyar Thomas, Crampton Isabelle, Garcia-Pelegrin Elias, Gould Kristy, Gray Russell, Greggor Alison, Izawa Ei-Ichi, Kelly Debbie, Li Zhong-qiu, Luo Yun-chao, Luong Linh, Neider Andreas, Reber Stephan, Schiestl Martina, Seguchi Akiko, Sepehri Parisa, Stevens Jeffrey, Taylor Alexander, Wang Lin, Wolff London, Zhang Yi-gui, Clayton Nicola*. 2022. Socio-ecological correlates of neophobia in corvids. Current Biology, 32(1), 74-85.

3.       Wang Lin, Luo Yun-chao, Maierdiyali Abudusaimaiti, Chang Hao, Li Zhong-qiu*. 2021. Azure-winged magpies passed the tasks on Uzgiris-Hunt scale of object permanence. Journal of Ornithology, 162, 605–613.

4.       Zhang Yi-gui, Yu Cong, Chen Li-xin, Li Zhong-qiu*. 2021. Performance of Azure-winged magpies in Aesop's Fables paradigm. Scientific Reports, 11:804.

5.       Wang Lin, Luo Yun-chao, Wang Han, Zou Yi-biao, Yao Han-qi, Ullah Sana, Li Zhong-qiu*. 2020. Azure-winged magpies failed to pass mirror self-recognition tests. Behavioural Processes, 177, 104155.

6.       Wang Lin§, Luo Yun-chao§, Wang Xin, Maierdiyali Abudusaimaiti, Chang Hao, Li Zhong-qiu*. 2019. Azure-winged magpies solve string-pulling tasks by partial understanding of the physical cognition. Current Zoology. 64(4), 385-392. 

7.       王琳，罗云超，李忠秋*. 2020. 鸦科鸟类认知研究回顾. 动物学杂志. 55(6): 806-831.