Benutzer:Himbear/Konstruktionen durch Tiere/Alt

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Termitenhügel in Somalia
Hausrotschwanz-Nest
Termitenhügel auf Cayo Levisa, Kuba
Nest der Teichralle mit Küken und Eiern im Uferröhricht
3 Meter hoher Termitenhügel in Kenia

Konstruktionen durch Tiere werden hauptsächlich aus drei Gründen geschaffen: um einen gesicherten Wohnbereich zu erhalten (dazu zählen auch Tarn- und Schutzeinrichtungen), zur Nahrungsbeschaffung (insbesondere Fallenbau) und zur Kommunikation (insbesondere innerartliche).[1] Die Materialien können der Umgebung entnommen werden, umgestaltet werden und durch eigene Ausscheidungen den spezifischen Funktionen angepasst werden. Das Vorgehen bei der Konstruktion kann im Wesentlichen auf angeborenen Verhaltensmustern beruhen. Ist es individuell erlernbar, können diese Fertigkeiten oft durch Vormachen und Nachahmen weitergegeben werden.[2] Tierkonstruktionen können vom Menschen als Lösungsvorbilder (Bionik) berücksichtigt werden.[3]

Zu Bauaktivität befähigte Tiergruppen

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Außer dem Menschen (nicht nur Homo sapiens, auch Neandertaler[4] hinterließen Spuren ihrer Bautätigkeit) bauen viele Vögel, Insekten und Spinnentiere, etliche Säugetiere und einige Reptilien, Amphibien, Knochenfische, Weichtiere, Manteltiere, Krebstiere, Ringelwürmer und weitere Gliedertiere mit Gegenständen.[1] Andere Tierstämme haben keine bekannten Konstruktionsaktivitäten entwickelt, außer der Architekturleistungen ihrer Anatomie und ihrer Ausscheidungen (Foraminiferen, Korallen uva.).

Spechtlöcher

Tierbehausungen

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Immobile Wohnbaue

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Ortsfeste Baue können Nester zur Eiablage (Gelegenester), zur Brutpflege, als Schutz (vor Kälte, Niederschlag oder Räubern) und Tarnung oder nur für Ruhephasen (auch für Winterruhe oder Winterschlaf oder Verpuppung) von vielen Tieren eingerichtet und zeitweise (z. B. Nachtnester der Schimpansen[5] und Gorillas[6]) oder langerfristig genutzt werden. Während etliche Tiere vorhandene Rückzugsmöglichkeiten unverändert einnehmen, verändern andere die Gegebenheiten aktiv. Dabei können einfache Sitzgruben bis zu aufwendigen Bauen hergestellt werden. Während viele Tierarten einen Bau errichten, legen manche mehrere Rückzugsmöglichkeiten im selben Revier an (z. B. Biber). Manche Tierarten bewahren in ihrem Bau auch Vorräte auf, manchmal in eigenen Nebenkammern (z. B. Hamster). Fluchtröhren können ebenfalls Teil des Bauwerks sein, besonders bei Erdbauen. Die äußere Erscheinung von Tierbehausungen wird oft durch Tarnkonstruktionen verdeckt.

Langfristig genutzte Einrichtungen werden nach Eingriffen durch Tiere oder Naturereignisse ausgebessert, oft wird die Konstruktion nach wiederholten Störungen sogar besonders verstärkt oder anders optimiert.

Mobile Nester

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Seit über 100 Jahren ist das Floß (Biwak genannt) der Roten Feuerameise (Solenopsis invicta) als eine Konstruktion bekannt, die stabil und tragfähig genug ist, einen ganzen Staat sogar auf dem wasserreichsten Strom der Erde (Amazonas) bei dessen höchsten Pegelstand zu transportieren.[7] Dabei ist zu beachten, dass die Überwindung von Wasserflächen für landlebende Insekten allgemein eine große Herausforderung bietet.[8] Das Floß wirkt für den menschlichen Betrachter chaotisch und besteht aus einer „Matte“ lebender Körper älterer Arbeiter, die sich gegenseitig an den Tarsalklauen (Prätarsus)[9] festklammern.[10][11]

Einsiedlerkrebs

Mobile Tarn- und Schutzeinrichtungen

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Krebstiere

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Einsiedlerkrebse nutzen das unveränderte leere Gehäuse von Schnecken.

Köcher einer Köcherfliegenlarve

Insekten

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Köcherfliegen erstellen im Larvenstadium einen meist geraden Köcher, eine um den Körper getragene Wohnröhre aus Substratelementen wie Steinchen oder Schneckenschalen, der ihrem Schutz und ihrer Tarnung dient. Als verklebende Substanz verwenden sie ihr Seidensekret. Dieser Köcher entspricht somit dem Seiden-Kokon der Insekten, denn die Köcherfliegenlarve verpuppt sich auch darin.

Tintenfische

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Unter Tintenfischen ist nur von Amphioctopus marginatus bekannt, dass er sich durch vorgehaltene Attrappen (Muschelschalen) zu tarnen vermag, die er in der Umgebung findet und auch für spätere Verwendung deponiert, ohne sie weiter zu bearbeiten.[12]

Feuchtes Spinnennetz im Gegenlicht


Anlagen zur Nahrungsversorgung

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Fallen

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Spinnennetze

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Die häufigste Funktion der Spinnennetze ist die von Fangeinrichtungen. Es gibt mobile Konstruktionen, so Wurfnetze der Wurfnetzspinnen (Dinopis), die Verwendung einzelner Fangfäden mit Leimkugel bei Lassospinnen und andere. Ortsfest sind Radnetze der Radnetzspinnen oder Trichternetze der Trichterspinnen oder Fangschläuche der Tapezierspinnen oder Stolperfäden der Falltürspinnen.

Trichter des Ameisenlöwen

Sandtrichter

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Sorgfältig errichtete Sandtrichter nutzen Ameisenlöwen (Larven der Ameisenjungfern) zum Beutefang kleiner Insekten, oft Ameisen.

Eine Abwandlung des Bauprinzips führt bei der australischen Ameisenlöwen-Art Callistoleon illustris auf abschüssigem Boden zwischen Steinen zu steilwandigen Fanggräben.[13]

Rammelkammer im Zentrum

Grabgänge

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Manche Grabbaue sind nicht als Konstruktionen, sondern als Ergebnis mehr oder weniger kurzfristiger Nahrungssuche entstanden (z. B. Wurmgänge, Borkenkäferfrass (Rammelkammer) oder Maulwurfsgänge).

Kultivierungsanlagen

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Pilzgärten

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Blattschneiderameisen betreiben in ihren Wohnbauten Pilzkulturen (Leucoagaricus gongylophorus) in speziellen „Pilzgärten“, deren Umgebungsbedingungen (Feuchte, Wärme, Nährstoffe) sie kontrollieren.[14]

Während alle Termiten intestinale Mikroben zum Abbau von Lignocellulose besitzen, unterhalten die Angehörigen der Unterfamilie Macrotermitinae Pilzkulturen von Termitomyces sp. in speziellen Kulturkammern zum Abbau von Lignocellulose seit mindestens 7 Millionen Jahren.[15] Sie nutzen auch die durch die Fermentation freiwerdende Wärme.

Biberdamm an der Briese (Brandenburg)

Aquakultur

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Der Biberdamm dient der Wasserregulierung,[16] um einen schützenden Mindestwasserstand von möglichst 70 cm über dem Eingang zum Wohnbau zu gewährleisten. Infolge der Teichregulierung können dort auch empfindliche Sumpfpflanzen wachsen, welche der Biber als bequeme nahe Nahrungsquelle genießen kann. Der Biber betreibt allerdings außer der Wasserstandsregulierung keine weitere Maßnahme zur Pflege des Pflanzenwachstums. Die Ernährungslage mag mit ein Grund sein, warum Biber bei wechselnden Wasserständen (jährlich um mehr als 1,5 m) eine höhere Mortalität erleiden (insbesondere infolge Unterernährung) als jene mit gleichbleibend hohem Wasserstand während strenger Winter.[17]

Schutzbauten aphidophiler Ameisen

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Verschiedene Arten verschiedener Gattungen aphidophiler (Aphidoidea „Blattläuse“ und griechisch pφιλία, philía, „Zuneigung“) Ameisen (z. B.Schwarze Wegameise) nutzen Blatt-, Schild- oder Wurzelläuse, teilweise verschiedene Trophobionten gleichzeitig. Diese Form der Symbiose, nach Washmann Trophobiose benannt, wurde bereits im 19. Jahrhundert beschrieben. Sie besteht seit mindestens 50 Millionen Jahren.[18] Die Ameisen schützen ihre Trophobionten gegen Prädatoren und Parasitoiden,[19] bringen adulte Blattläuse bzw. deren Eier zum Überwintern in eigens für sie reservierte unterirdische Kammern im eigenen Nest und beschützen die bodennah angesiedelten Wurzelläuse, indem sie tiefe Zweige über ihnen mit Sand oder Erdkrumen überbauen und so Schutzräume bereitstellen.[20][21] Diese baulichen Einrichtungen werden verschiedentlich auch „Stallnester“ bzw. „Lauspavillons“ genannt.[22][23]

Vorratshaltung

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Externe Depots

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Außerhalb des Wohnbereiches werden selten Vorräte von Tieren angelegt. Externe Depots sind typisch für Eichhörnchen. So wurden 2012 in Sibirien Pflanzensamen (von Silene stenophylla) 38 m unter der heutigen Oberfläche gefunden, welche vor ca. 30.000 Jahren vermutlich von einem Erdhörnchen in Höhlen im Permafrostboden als Vorrat vergraben worden waren.[24]

Wabe eines Langkopfwespennestes

Baukonstruktionen für Bevorratung durch Insekten

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Staatenbildende Insekten und einige solitär lebende Hautflügler legen Vorräte an, z. T. vorverdaut. Teilweise werden spezielle kleine Kammern (Bienenwaben, Waben anderer Hautflügler) eingerichtet.

Saisonal üppig anfallende Nahrung wird von einigen Artgenossen der (Honigtopfameisen in Nordamerika, Australien, Neukaledonien und Neuguinea) in großer Menge aufgenommen. Durch die enorme Volumenzunahme werden sie weitgehend bewegungslos und hängen an der Decke spezieller (größerer) Kammern, bis sie zumindest teilweise von den Vorräten wieder abgegeben haben.

Scarabäus mit Dungkugel

Bau von Vorratsdepots für die Larvenversorgung

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Manche Vorratsdepots dienen nur als Ort der Eiablage und Larvalentwicklung, beispielsweise die vergrabene Dungkugel des Heiligen Pillendrehers.

Brutröhren von Trypoxylon aus der Familie Crabronidae

Parasitoide Grabwespen der Gattung Ammophila graben in Sandböden Mehrnester, in welche sie gelähmte und mit einem kleinen Gelege versehene Arthropoden deponieren und sorgfältig abgedecken.[25]

Töpfergrabwespen (Trypoxylon politum, eine Grabwespe) legen zu gleichen Zwecken Brutröhren an.

Baue zu innerartlichen Kommunikationszwecken

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Nestbau

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Meist erfüllen Nest- und Wohnbau Schutzfunktionen.[1][26][27][28][29][30][31] Da die Vogeleier mit ihrer kalzifizierten Schale gut rollen können, ist ein besonders wichtiger Grund für den Nestbau der Vögel darin zu suchen, die Eier am Fortrollen zu hindern.[32][33] Oft sind Handlungen des Nestbaus oder die geschlechtsspezifische Präsentation eines Nestes (oft Insignium eines Revierbesitzes) ein Bau zur innerartlichen Kommunikation, zur Werbung (die Qualität der Ausführung kann dann sexueller Selektion unterliegen) oder zur Festigung einer Paarbeziehung.[34]

Balzplätze

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Einige männliche Tiere bereiten Plätze für die Balz vor, indem sie störende Gegenstände beseitigen und diese Plätze gegen andere Männchen verteidigen (dann auch „Platzhahn“ genannt).

Laube des Seidenlaubenvogels (Ptilonorhynchus violaceus); um die Laube sind blaue Strohhalme und Plastikflaschenverschlüsse verteilt

Lauben

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Viele männliche Laubenvögel errichten aufwendig konstruierte Lauben als Ort der Balz, welche gleichzeitig als „tertiäre Geschlechtsmerkmale“ dienen. Die Färbung der Lauben kompensiert eine weniger auffällige Befiederung, sodass sich die Männchen dieser Arten ein Tarnkleid erlauben können.[35] Der Allee-Typ besteht aus zwei aus Stöcken verflochtenen Wänden, welche parallel angeordnet werden, sodass zwei Öffnungen entstehen. Von manchen Laubenvögeln wird die Farbgestaltung durch Blüten, Steine, Muschelschalen, Plastikteile und ähnliches bewusst gestaltet.[36][37]

Einrichtung zur Signalweiterleitung

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Die Spinnennetze der Webspinnen dienen vor Allem dem Beutefang. Will sich ein Männchen der im Netz sitzenden weiblichen Spinne nähern, so erzeugt es sehr spezifische Vibrationen, um sich als werbender Partner zu erkennen zu geben und nicht Gefahr zu laufen, als Beute wahrgenommen zu werden.[38]

Verwendung mobiler Hilfsmittel

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Werkzeuggebrauch

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Werkzeuggebrauch, also der Gebrauch eines Gegenstandes, um ein beabsichtigtes Ereignis herbeizuführen, kann von unterschiedlichen Tierspezies praktiziert werden, Beispiele sind nur von Insekten, Knochenfischen, Vögeln und Säugetieren bekannt. Nur wenige Tierarten vermögen es, Werkzeug für einen späteren Bedarf zurücklegen.

Werkzeuggebrauch zu Konstruktionszwecken

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Eine Besonderheit im Zusammenhang mit Konstruktionen durch Tiere stellt der Einsatz eines Werkzeuges dar, um eine Konstruktion zu erreichen.[1] Selbst Insekten können dazu befähigt sein. Grabwespen der Gattung Ammophila versorgen ihr Gelege mit vergrabenen Arthropoden. Anschließend verwischen sie sämtliche Grabungsspuren. Gelegentlich benutzen sie Steinchen, um die Oberfläche wieder der Umgebung angepasst, festzuklopfen.[39]

Werkzeugherstellung und Gebrauch zu Konstruktionszwecken

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Der männliche Gelbnacken-Laubenvogel erstellt (ähnlich wie andere Laubenvögel) speziell für die Balz eine Laube. Diese (vom Allee-Typus) besteht aus zwei gegenüberstehenden Wänden, die aus verflochtenen Zweigen und Halmen produziert wurde. Bevorzugt im Öffnungsbereich bringt das Männchen farbige Gegenstände an, um das Weibchen zu locken. Außerdem benutzt er braun-rot-gelbe Farbstoffe zum Bemalen der Wände, um den Eindruck zu verstärken. Den Farbauftrag gestaltet er durch Horizontalbewegungen mit Bündeln von Blättern, die er quer im Schnabel hält. Mit diesem „Pinsel“ trägt er eine Farbstoffmischung aus Blättern, Früchten und Lehm, mit Speichel vermischt, an den Flechtwänden auf.[40][41]

Hilfsmittelgebrauch zu Konstruktionszwecken

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Eine andere Art der Verwendung eines Hilfsmittels bei der Bautätigkeit, in diesem Fall aber nicht als „Werkzeug“ zu bezeichnen, stellen die lebenden Larven der Weberameisen dar, die Seidenfaden produzierend von Adulttieren zum Vernähen von Blättern geführt werden.

Konstruktionsmaterial

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Material aus der Umgebung

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Manche Vogelnester lassen sich aufgrund der Materialwahl bestimmten Vogelarten zuordnen. Zweige können entsprechend Bedarf oft gekürzt werden. Halme können von manchen Vogelarten (Webervögel) geschickt verflochten werden. Verschiedene Bereiche können aus unterschiedlichem Material gefertigt werden (z. B. Auspolstern mit Moos (Haselmaus) oder kräftigere Zweige als Nestunterlage). Manche Vögel offenbaren Präferenzen für reflektierende, farbige oder besonder geformte Objekte (Laubenvögel, Elstern).

Einige Ameisen wie Formica paralugubris erhöhen die wasserabweisende Wirkung der Fichtennadeln ihres Baues, indem sie auf der Oberfläche und im Inneren ihres Ameisenhügels feine terpenreiche Baumharzklümpchen von Fichten verteilen. Gleichzeitig wirkt das Harz antimikrobiell.[42][43]

Aufbereitetes Material

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Cellulose aus zerbissenem Pflanzenmaterial wird von Wespen zu einer papierartigen Masse verarbeitet für den Waben- und Nestbau.

Seidenspinner (Bombyx mori): Männchen, Weibchen, Raupe, Kokon, Puppe
Kokons der Seidenspinner

Endogene Absonderungen

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Einige Tiere produzieren als Sekret spezielle endogene Komponenten zur arttypischen Konstruktion. Exemplarische Beispiele sind:

Seide

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Seide als Endlos-Faser[44] oder als Kittsubstanz dient verschiedenen Tierklassen als konstruktives Material: einigen Mollusken, den meisten Insektenlarven, Spinnentieren und anderen Gliedertieren.

Seide der Muscheln, Byssus genannt, gestattet das Anheften bei sessiler Lebensweise, selbst in Brandungszonen.

Seide zum Spinnen des Kokons setzen die meisten Insekten in ihrem Larvenstadium ein, darüber hinaus dient das Seidensekret bei Weberameisen zum Verbinden von Blättern, bei manchen freinistenden Ameisen zum raschen Bau eines Seidennestes (ohne Blätter), bei Köcherfliegenlarven zum Verbinden von Substratpartikeln, einige Spinner verwenden es für Gemeinschaftsgespinste.

Unter den Spinnentieren können Webspinnen, Milben und Pseudoskorpione Seide produzieren und daraus Seidenfäden für verschiedene konstruktive Zwecke (Wohnbaue, Unterbringen des Nachwuchses, mobile oder ortsfeste Fangvorrichtungen, Bewegungsmelder, Fangleine) einsetzen.

Diplopoda produzieren ebenfalls seidenähnliche Sekrete, die außerhalb des Körpers aushärten, um ihre Gelege zu schützen.[45]

Propolis an einer Bienenbeute

Wachs und Propolis

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Das Ausscheidungsprodukt Wachs benutzen Honigbienen für die Herstellung von Bienenwaben für die Unterbringung ihrer Vorräte und ihres Nachwuchses.

Propolis dient Bienen als Klebharz, gleichzeitig wirkt es antimikrobiell[46] und wasserabweisend[47].

Zwei „Schwalbennester“
Schaumnest des Zwergfadenfischs

Schleimstoffe

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Von manchen Tieren verschiedener Klassen werden Schleimstoffe als Baumaterial eingesetzt, beispielsweise von Vögeln, Fröschen und Knochenfischen.

Schleimstoffe des Speichels werden als Kittsubstanz von vielen Tieren genutzt, z. B. zum Bau der Salanganennester (vom Menschen als Schwalbennestersuppe verwendet).

Aus den Sekreten des Weibchens während des Ausbringens ihres Geleges formen Wallace-Flugfrösche Schaumnester zur Brut. Bei Physalaemus pustulosus schlagen die Männchen durch ihren Beinschlag Schaum aus der Eigelegemasse.[48]

Verschiedene Fische (z. B. Zwergfadenfisch, Colisa lalia)[49] nutzen Ausscheidungen zum Errichten von Schaumnestern.

Sandaale sondern Schleim ab zum Auskleiden ihrer Wohnröhren im Meeresboden.[50]

Angeborene und erlernte Verhaltensweisen

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Schon 1873 wies Douglas Alexander Spalding, gestützt auf seine Untersuchungen, darauf hin, dass neben Lernerfahrungen auch angeboren Verhaltensmuster (Instinkte) bestehen.[51]

Hinweise auf angeborene Komponenten

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Da die meisten Konstruktionen arttypische Merkmale aufweisen, scheinen genetische Anlagen bestimmend.

Radnetzspinnen bauen unter LSD-Einfluss gestörte Netze, die Merkmale der unbeeinflussten Bauweise beinhalten, aber teilweise in ihrer Funktionsfähigkeit erheblich eingeschränkt sind.[52]

Hinweise auf erworbene Eigenschaften

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Andererseits konnte in einigen Fällen gezeigt werden, dass bestimmte Fertigkeiten durch Individuen erlernbar sind.[53]

Im Bereich der Biologie wird die Übertragung von Informationen von einer Generation zur nächsten auf nichtgenetischem Wege als kulturelle Tradition bezeichnet.[54][55]

Für die Effektität horizontaler Informationsweitergabe sind besonders soziale Fähigkeiten der Kommunikation vorteilhaft.[56]

Sozialverhalten

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Als eine wichtige Voraussetzung für Lernerfahrungen gilt das Interesse an der Umgebung ohne unmittelbaren Vorteil daraus schöpfen zu können. Diese Neigung wird auch als Spieltrieb bezeichnet.

Während singulär lebende Tiere auch für die Ausführung von Konstruktionen nicht auf Kooperation angewiesen sind, sind soziale Verhaltensmuster wichtig für nachahmenden Lernerfolg, bedeutsam für den Konstruktionserfolg in Gruppen lebender Tiere und essentiell für staatenbildende Insekten.

Ein eher untypisches Beispiel gibt der Biber, denn er ist eher als Einzelgänger bekannt. Der vermutlich größte Biberdamm, im Wood-Buffalo-Nationalpark in Alberta in Nordwestkanada, ist 850 m lang. Entsprechend der Forschungen von Jean Thie ist dies ein über Generationen in Jahrzehnten gewachsenes Gemeinschaftswerk.[57]

Termiten

Das Sozialverhalten staatenbildender Insekten unterstützt auch, durch koordinierte Tätigkeiten im gemeinsamen Bau, ein Wunschklima zu stabilisieren. Dies kann darin bestehen, Material je nach Sonnenstand oder Witterung umzuschichten oder durch gemeinsamen Flügelschlag die Ventilation zu intensivieren, um Wärme rascher abzugeben (Bienen). Dieses Sozialverhalten stellt eine essentielle Komponente des Gesamtbauwerkes dar, es wäre sonst in dieser Form unbewohnbar (das winzige Einflugloch des Bienenstocks behindert dessen Belüftung).[58]

Struktur der Bienenwabenzelle

Bionik

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Das Aufspüren von Problemlösungen in der Natur, deren Analyse und die Übertragung dieser Erkenntnisse in technische Anwendungen wird im Deutschen als Bionik verstanden. Die Bionik beschränkt sich allerdings nicht nur auf die Konstruktionsweisen von Tieren, sondern beschäftigt sich auch mit der funktionalen Analyse anatomischer Lösungen.

Beispiele aus dem Bereich der Tierkonstruktionen sind das Verständnis des Wabenbaus und deren Übertragung auf formstabile wie leichte Bauteile oder die Untersuchung der Thermoregulation und Belüftungsmechanismen der Baukörper staatenbildender Insekten, insbesondere der Termiten und Ameisen zur Entwicklung besonders energieeffizienter Architekturlösungen.

Literatur

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  • Rosamund Purcell, Linnea S. Hall, René Corado: Egg and Nest. 2008, herausgegeben von: Harvard University Press, Cambridge.

Einzelbelege

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<references> [1] [26] [27] [30] [31] [8] [22]

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  5. ↑ Richard W. Wrangham: Chimpanzee cultures. Chicago Academy of Sciences, Harvard University Press, 1996, ISBN 978-0-674-11663-4, S. 115 (google.com [abgerufen am 2. Juli 2011]).
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  8. ↑ a b Ernesto I. Badano: Species richness and structure of ant communities in a dynamic archipelago: effects of island area and age. In: J. of Biogeography, Band 32, Nr. 2, 2005, S. 221—227, doi:10.1111/j.1365-2699.2004.01174.x
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  11. ↑ Nathan J. Mlot, Craig A. Tovery, David L. Hu: Fire ants self-assembly into waterproof rafts to survive floods. In: PNAS, Band 108, Nr. 19, 2011, S. 7669—7673, doi:10.1073/pnas.1016658108 zitiert in:
    Feuerameisen verknuddeln sich zu Rettungsboot, Spiegel Online, 26. April 2011
  12. ↑ John Morrissey, James L. Sumich: Introduction to the Biology of Marine Life, herausgegeben von Jones & Bartlett Publishers, 2011
  13. ↑ M. W. Mansell: The pitfall trap of the Australian ant-lion Callistoleon-Illustris (Gerstaecker) (Neuroptera, Myrmeleonitidae) an evolutionary advance. In: Australian J. Zoology, Band 36, Nr. 3, 1988, S. 351—356, doi:10.1071/ZO9880351
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