Le strutture costruite da animali, spesso chiamate "architettura animale", sono comuni in molte specie. Esempi di strutture animali includono termitai, formicai, vespe e alveari, complessi di tane, dighe di castori, elaborati nidi di uccelli e ragnatele.

Spesso queste strutture incorporano caratteristiche sofisticate come la regolazione della temperatura, trappole, esche, ventilazione, camere per scopi speciali e molte altre caratteristiche. Possono essere creati da individui o società complesse di animali sociali con forme diverse che svolgono ruoli specializzati. Queste costruzioni possono derivare dal complesso comportamento costruttivo degli animali come nel caso dei nidi notturni per gli scimpanzé, da risposte neurali intrinseche, che hanno un ruolo prominente nella costruzione dei canti degli uccelli, o innescate dal rilascio di ormoni come nel caso delle scrofe domestiche, o come proprietà emergenti da semplici risposte e interazioni istintive, come mostrato dalle termiti, o combinazioni di esse. Il processo di costruzione di tali strutture può coinvolgere l'apprendimento e la comunicazione, e in alcuni casi, anche l'estetica. L'uso di strumenti può anche essere coinvolto nella costruzione di strutture da parte degli animali.

Il comportamento costruttivo è comune in molti mammiferi non umani, uccelli, insetti e aracnidi. Si riscontra anche in alcune specie di pesci, rettili, anfibi, molluschi, urocordati, crostacei, anellidi e alcuni altri artropodi. È praticamente assente da tutti gli altri animali.

Funzioni Gli animali creano strutture principalmente per tre ragioni:

per creare habitat protetti, cioè le tane. per catturare le prede e per cercare cibo, cioè le trappole. per la comunicazione tra i membri della specie (comunicazione intraspecifica), spesso per farsi notare durante l'accoppiamento.

Gli animali costruiscono principalmente l'habitat per proteggersi dalle temperature estreme e dalla predazione. Le strutture costruite sollevano problemi fisici che devono essere risolti, come il controllo dell’umidità o la ventilazione, che aumentano la complessità della struttura. Nel corso del tempo, attraverso l'evoluzione, gli animali utilizzano i rifugi per altri scopi come la riproduzione, la conservazione del cibo, eccetera.

Habitat protetti

I predatori sono attratti dalle strutture costruite dagli animali dalla preda o dalla sua prole, o dalle riserve di cibo immagazzinate. Le strutture costruite dagli animali possono fornire protezione dai predatori evitando di essere scoperti, attraverso mezzi come il camuffamento e l'occultamento, o attraverso la prevenzione dell'invasione, una volta che i predatori hanno individuato il nascondiglio o la preda, o una combinazione di entrambi. Come ultima risorsa, le strutture possono fornire mezzi di fuga.

Tra le strutture create dagli animali per prevenire la predazione ci sono quelle delle vespe Polistes chinensis antennalis. I nidi di queste vespe contengono "strutture difensive", che sono formazioni costruite sopra o all'interno del nido per prevenire la predazione. Nuovi nidi vengono formati in primavera da giovani regine, poiché le vespe operaie non si sono ancora schiuse. Mentre queste vespe operaie crescono nel nido infatti, sono vulnerabili ai predatori che potrebbero aprire il nido per mangiare la larva. Un metodo utilizzato dalle regine per evitare ciò è coprire le pupe in via di sviluppo con la polpa, che funge da rinforzo e rende più difficile ai predatori aprire le pupe stesse. Questa polpa è una miscela di sostanze vegetali e liquidi provenienti dalla bocca della vespa regina. Sebbene ci siano dei costi associati all'uso della polpa, come la necessità di tempo ed energia per raccogliere i materiali e ostacolare l'uscita delle vespe operaie dal bozzolo, ciò riduce il rischio di predazione. È stato scoperto che i nidi in aree con tassi di predazione più elevati contengono più polpa su questi bozzoli rispetto ai nidi in aree a bassa predazione.

Gli animali utilizzano le tecniche del criptismo o del camuffamento, dell'occultamento e del mimetismo per evitare di essere scoperti. Alcune specie di uccelli utilizzano materiali raccolti dalla natura per mimetizzare i loro nidi e impedire che la loro prole venga cacciata. Gli zanzarieri blu-grigi (Polioptila caerulea) e i codibugnoli (Aegithalos caudatus) utilizzano materiali come tele di ragno, seta e licheni, mentre altre specie come i grandi Myiarchus crinitus e le astrildi di Sant'Elena (Estrilda astrild) utilizzeranno feci di animali e pelli di serpente per mascherare i loro nidi. Il criptismo funziona fondendo la struttura con il suo sfondo. L'uso di scaglie di licheni come copertura esterna dei nidi da parte degli uccelli, come nel caso del Terpsiphone paradisei, è stato considerato da alcuni autori un caso di criptismo attraverso il "branch-matching" e come un caso di mimetismo dirompente da parte dell'etologo britannico M. Hansell, poiché si pensa che le scaglie di licheni assomiglino a piccole chiazze di luce viste come oggetti inconsistenti e di insufficiente importanza da parte di un predatore.

Gli uccelli che nidificano a terra fanno affidamento sul criptismo per nascondersi realizzando nidi con materiali locali che si mimetizzano con l'ambiente, in cui le uova e anche i piccoli sono criptici; mentre gli uccelli che non usano il criptismo per nascondere i loro nidi potrebbero non avere uova o piccoli cripticiGötmark, F. (1993). "Conspicuous nests may select for non-cryptic eggs: a comparative study of avian families". Ornis Fenn. 70: 102–105..

La Cranioleuca erythrops posiziona pezzi di erba e altro materiale intrecciandoli sia sopra che sotto il nido per mascherarne la forma e farlo assomigliare a detriti casuali apparentemente senza alcuna struttura sottostanteHansell, Michael Henry (2000). Bird nests and construction behaviour. Cambridge University Press. p. 103. ISBN 978-0-521-46038-5..

Termoregolazione

Le temperature estreme danneggiano gli animali indipendentemente dal fatto che siano endotermici o ectotermici. Negli animali endotermici, la costruzione di rifugi, abbinata a modelli comportamentali, riduce la quantità e il costo energetico della termoregolazione, come nel caso degli scoiattoli Urocitellus parryii.

Negli animali ectotermici, la moderazione della temperatura, insieme alle modifiche architettoniche per assorbire, intrappolare o dissipare l'energia, massimizza il tasso di sviluppo, come nel caso dei nidi di seta comuni della piccola falena Eriogaster lanestris. Le fonti primarie di energia per un animale sono il sole e il suo metabolismo. La dinamica del calore nei rifugi per animali è influenzata dal materiale di costruzione che può fungere da barriera o da dissipatore di calore. I bozzoli degli insetti sono un esempio di questo fenomeno.

Un esempio interessante è il caso dei berretti di seta che ricoprono le cellule pupali del calabrone orientale Vespa orientalis. In primo luogo, la seta isola la pupa dall'aria esterna alla cellula e, in secondo luogo, funge da regolatore termostatico. In virtù delle sue proprietà termoelettriche, la seta immagazzina il calore diurno in eccesso sotto forma di carica elettrica che rilascia sotto forma di corrente elettrica quando la temperatura scende provocando un riscaldamento. Il raffreddamento è aiutato dall'evaporazione dell'acqua in eccesso dalle cellule pupali. Quando la temperatura ambiente scende, la seta assorbe l'umidità e ripristina il contenuto di umidità diffondendo l'acqua in tutte le parti del suo bozzolo.

I dispositivi architettonici interni, come i muri, possono bloccare la convezione o la costruzione di sistemi di flusso d'aria può raffreddare il nido o l'habitat.

Costruzione di trappole La costruzione di trappole è un metodo utilizzato per catturare la preda al posto della caccia attiva. Gli animali che intrappolano la preda costruiscono una trappola e poi aspettano nelle vicinanze finché un organismo non viene catturato. Ciò si osserva nei ragni costruttori di ragnatele, che tessono elaborate tele di seta di ragno appiccicosa che intrappolano la preda. I ragni aumentano le dimensioni delle loro tele quando le prede scarseggiano e possono aggiungere pezzi ornamentali extra alla loro rete per attirare più prede. Le trappole possono consentire agli organismi di catturare prede più grandi, fornire protezione dai predatori o fungere da area per l'accoppiamento, come si vede con i ragni. Anche la larva del Myrmeleon crudelis crea trappole scavando imbuti di sabbia in terreni a grana fine per catturare le prede (principalmente piccoli artropodi, come le formiche), che cadendo non riescono più a risalire le pareti franose. Queste larve possono modificare le dimensioni delle buche in base alla disponibilità di cibo: nelle aree in cui le prede scarseggiano, allargano il diametro della buca per aumentare le probabilità di cattura. Inoltre, se si accorgono che le prede riescono a fuggire, provvedono ad aumentarne la profondità.

Comunicazione tra specie

Le strutture animali possono servire come mezzo di comunicazione con altri organismi. Gli animali possono costruire per attirare i compagni, come si vede nelle specie di granchi violinisti maschi. Questi granchi possono formare "colonne" o "cappucci" di sabbia e fango per attirare l'attenzione delle femmine vicine. Anche gli uccelli giardinieri satinati (Ptilonorhynchus violaceus) creano strutture espositive per attirare i compagni. Durante la stagione degli amori, i maschi di questa specie raccolgono ramoscelli e oggetti colorati per creare strutture note come "pergolati", che attirano l'attenzione delle femmine. I pergolati più colorati e ben costruiti sono più attraenti per le femmine, poiché la qualità dei pergolati costruiti riflette la qualità dell'uccello maschio.

Trasporti

Le formiche Eciton hamatum formano "ponti viventi" per assistere la colonia nel trasporto. Le colonie di questo tipo di formiche possono spostarsi ogni giorno in cerca di cibo. Questi ponti forniscono un percorso per superare gli ostacoli e consentono alle formiche di cercare cibo a una velocità maggiore. I ponti vengono costruiti quando le formiche uniscono i loro corpi e possono variare in dimensioni e forma a seconda della situazione che le formiche affrontano. Esse sono confinate nella loro posizione quando formano questi ponti, poiché non possono muoversi. I ponti si spezzano quando non servono più e le formiche torneranno a muoversi.

Materiali da costruzione I materiali utilizzati dagli animali nelle strutture da loro costruite devono non solo essere adatti al tipo di struttura da costruire, ma anche essere manipolabili dagli animali stessi. Questi materiali possono essere di natura organica o minerale. Possono anche essere classificati come "materiale raccolto" e "materiale autosecretato"Hansell, M. (2005). Pp 35–54..

Materiali raccolti

Alcuni animali raccolgono materiali con proprietà plastiche che vengono utilizzati per costruire e modellare il nido. Questi includono la resina raccolta dalle api senza pungiglione (Meliponini), il fango raccolto dalle rondini e la seta raccolta dai colibrì.