Feedback loops: How nature gets its rhythms - Anje-Margriet Neutel

حلقات التغذية الاسترجاعية: كيف تحقق الطبيعة إيقاعها - أنجي مارغريت نوتيل

المترجم: Mhd. Fady Tootoonjy المدقّق: nada abdelrhman

Testing, testing, one, two, three.

تجربة، تجربة، 1، 2، 3.

When your band is trying to perform, feedback is an annoying obstacle,

عندما تريد فرقتك الموسيقية الأداء، فإنّ ارتجاع الصوت يكون عائقًا مزعجًا.

but in the grand orchestra of nature, feedback is not only beneficial,

لكن في الأوركسترا الكبرى للطبيعة، التغذية الاسترجاعية ليست مفيدة فحسب،

it's what makes everything work.

بل هي الآلية التي يعمل وفقها كل شيء.

What exactly is feedback?

ما هي بالضبط التغذية الاسترجاعية؟

The key element, whether in sound, the environment or social science,

العنصر الأساسي، سواء في الصوت، أو البيئة أو العلوم الاجتماعية،

is a phenomenon called mutual causal interaction,

هو ظاهرة تُدعى "التفاعل السببي المُتبادل"

where x affects y, y affects x, and so on,

وذلك عندما يؤثر (س) في (ع)، و(ع) يؤثر في (س)، وهكذا،

creating an ongoing process called a feedback loop.

فينتج عن ذلك عملية مستمرّة تُدعى "حلقة التغذية الاسترجاعية."

And the natural world is full of these mechanisms

العالم الطبيعي مليء بهذه الآليات

formed by the links between living and nonliving things

التي تتشكّل عبر روابط بين الأحياء والجماد

that build resilience by governing the way populations

تبني القدرة على التحمل بواسطة التحكم بالطريقة

and food webs respond to events.

لتي تستجيب بها الكائنات الحية وشبكات الغذاء للأحداث

When plants die, the dead material enriches the soil with humus,

عندما تموت النباتات، تُغني المادة الميتة التربةَ بالدُبال،

a stable mass of organic matter, providing moisture and nutrients

وهو كتلة مستقرة من المواد العضوية، تُعطي الرطوبة والتغذية

for other plants to grow.

كي تنمو نباتات أخرى.

The more plants grow and die, the more humus is produced,

وكلما نما المزيد من النباتات وماتت، ازداد الدُبال الناتج عنها،

allowing even more plants to grow, and so on.

ما يؤدي إلى نمو نباتات أكثر، وهكذا.

This is an example of positive feedback,

هذا مثال عن التغذية الاسترجاعية الإيجابية،

an essential force in the buildup of ecosystems.

وهي قوة أساسية في بناء أنظمة البيئة.

But it's not called positive feedback because it's beneficial.

لكنّها لا تُدعى إيجابية لأنّها مفيدة.

Rather, it is positive because it amplifies a particular effect or change

بل هي إيجابية لأنّها تؤدي إلى تضخّم أثر أو تغيُّر ما

from previous conditions.

عن حالات سابقة.

These positive, or amplifying, loops can also be harmful,

يمكن لهذه هذه الحلقات الإيجابية، أو المُضَّخمة، أن تكون مؤذية،

like when removing a forest makes it vulnerable to erosion,

فإزالة الغابة تجعلها عُرضة للتعرية،

which removes organic matter and nutrients from the earth,

التي تزيل المواد العضوية والغذائية من التربة،

leaving less plants to anchor the soil, and leading to more erosion.

ما يُقلل النباتات التي تُثبّت التربة، فتزداد التعرية.

In contrast, negative feedback diminishes or counteracts changes in an ecosystem

في المقابل، تؤدي التغذية الاسترجاعية السلبية إلى تناقص أو إبطال التغيرات في النظام البيئي

to maintain a more stable balance.

للحفاظ على توازن أكثر استقرارًا.

Consider predators and their prey.

تصوروا الحيوانات المفترسة وفرائسها.

When lynx eat snowshoe hares, they reduce their population,

يؤدي افتراس الوشق للأرانب البرية إلى تناقص أعدادها،

but this drop in the lynx's food source will soon cause their own population to decline,

لكن سرعان ما يؤدي هذا التناقص في مصدر طعام الوشق إلى انخفاض أعداده بحد ذاتها،

reducing the predation rate and allowing the hare population to increase again.

فيقلّ معدل الافتراس ما يسمح بازدياد أعداد الأرانب مجددًا.

The ongoing cycle creates an up and down wavelike pattern,

ينتج عن الدورة المستمرة نموذج صاعد وهابط كالموجة،

maintaining a long-term equilibrium and allowing a food chain to persist over time.

يُحافظ على التوازن بعيد المدى ويسمح باستمرار السلسلة الغذائية.

Feedback processes might seem counterintuitive because many of us

قد تبدو عمليات التغذية الاسترجاعية مخالفة للبديهة

are used to more predictable linear scenarios of cause and effect.

لأن أغلبنا اعتاد على تصورات السبب والنتيجة التي يمكن التنبؤ بها.

For instance, it seems simple enough that

على سبيل المثال، يبدو من البساطة

spraying pesticides would help plants grow by killing pest insects,

أنّ رشّ المبيدات يساعد النبات على النمو لأنّها تقضي على الآفات الحشرية،

but it may trigger a host of other unexpected reactions.

لكنها قد تؤدي إلى مجموعة أخرى من العواقب غير المتوقعة.

For example, if spraying pushes down the insect population,

مثلًا، إذا كان رش المبيدات يخفض أعداد الحشرات،

its predators will have less food.

فسيقل الطعام المتوفر للكائنات التي تفترسها.

As their population dips,

مايؤدي إلى انخفاض أعدادها،

the reduced predation would allow the insect population to rise,

فيسمح معدل الافتراس المنخفض بازدياد أعداد الحشرات،

counteracting the effects of our pesticides.

ما يُبطل آثر مبيداتنا.

Note that each feedback is the product of the links in the loop.

لاحظوا أنّ التغذية الاسترجاعية هي نتيجة لروابط الحلقة.

Add one negative link and it will reverse the feedback force entirely,

ووجود ارتباط سلبي واحد سوف يعكس مسار التغذية الاسترجاعية كليًا.

and one weak link will reduce the effect of the entire feedback considerably.

ووجود ارتباط ضعيف واحد يخفض أثر التغذية الاسترجاعية بكاملها على نحو ملحوظ.

Lose a link, and the whole loop is broken.

أما فقدان ارتباط ما، فيؤدي إلى انكسار الحلقة بكاملها.

But this is only a simple example,

لكن هذا مجرّد مثال بسيط،

since natural communities consist not of separate food chains,

فمجتمعات الطبيعة لا تتكون من سلاسل غذائية منفصلة،

but networks of interactions.

بل تتكون من شبكات من التفاعلات.

Feedback loops will often be indirect, occurring through longer chains.

وغالبًا ما تكون حلقات التغذية الاسترجاعية غير مباشرة، وتظهر من خلال سلاسل أطول.

A food web containing twenty populations can generate thousands of loops

إذ يمكن للشبكة الغذائية المكونة من عشرين نوعًا أحيائيًا أن تحوي آلاف الحلقات

of up to twenty links in length.

يصل طولها إلى عشرين رابطًا.

But instead of forming a disordered cacophany,

لكن عوضًا عن إنتاج ضجيج متنافر،

feedback loops in ecological systems play together,

تعمل حلقات التغذية الاسترجاعية سويةً في الأنظمة البيئية،

creating regular patterns just like multiple instruments,

فتتكون نماذج منتظمة مثل الآلات الموسيقية المتعددة،

coming together to create a complex but harmonious piece of music.

التي تجتمع لإيجاد مقطوعة موسيقية معقدة لكن متناغمة.

Wide-ranging negative feedbacks keep the positive feedbacks in check,

فتبقى التغذية الاسترجاعية الإيجابية تحت السيطرة بفضل التغذية الاسترجاعية السلبية واسعة المدى،

like drums maintaining a rhythm.

كما تحافظ الطبول على الإيقاع.

You can look at the way a particular ecosystem functions within its unique habitat

يمكنكم النظر إلى الطريقة التي يعمل بها نظام بيئي ما في بيئته الفريدة

as representing its trademark sound.

على أنّه يمثل إيقاعًا مميزًا.

Ocean environments dominated by predator-prey interactions,

فبيئة المحيطات التي تحكمها تفاعلات المفترس والفريسة،

and strong negative and positive loops stabilized by self-damping feedback,

وتستقر فيها الحلقات الإيجابة والسلبية القوية بواسطة التغذية الاسترجاعية ذاتية التخامد،

are powerful and loud, with many oscillations.

هي قوية وصاخبة وكثيرة التقلُّب.

Desert ecosystems, where the turn over of biomass is slow,

وأنظمة البيئة الصحراوية، حيث الدورة الأحيائية بطيئة،

and the weak feedbacks loops through dead matter are more like a constant drone.

وتدور فيها التغذية الاسترجاعية الضعيفة عبر الجمادات، فهي أشبه بلحن رتيب ثابت.

And the tropical rainforest, with its great diversity of species,

أما الغابات الاستوائية المطيرة، ذات التنوع الأحيائي الكبير،

high nutrient turnover, and strong feedbacks among both living and dead matter,

ومعدل دوران التغذية العالي، والتغذية الاسترجاعية القوية بين الأحياء والجمادات،

is like a lush panoply of sounds.

فهي أشبه بطيف واسع من الأصوات.

Despite their stabilizing effects,

رغم أن التغذية الاسترجاعية تؤدي للاستقرار

many of these habitats and their ecosystems develop and change over time,

إلا أنّ العديد من تلك الكائنات وأنظمتها البيئية تتغير بمرور الزمن،

as do the harmonies they create.

وكذلك تتغير الأنغام التي تُصدرها.

Deforestation may turn lush tropics into a barren patch,

فقد يؤدي إزالة الغابات إلى تحويل الأراضي الاستوائية الخصبة إلى بقاعٍ جرداء،

like a successful ensemble breaking up after losing its star performers.

كما يحدث عندما تتفكك فرقة ناجحة بعد فقدانها نجومها.

But an abandoned patch of farmland may also become a forest over time,

وفي المقابل ربما تتحول الأرض الزراعية المهجورة بمرور الزمن إلى غابة،

like a garage band growing into a magnificent orchestra.

كفرقة المرآب التي تكبر فتصير أوركسترا رائعة.