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

Zpětnovazebné smyčky: Jak příroda dostala svůj rytmus - Anje-Margriet Neutel

Překladatel: Petr Jedelský Korektor: Jan Kadlec

Testing, testing, one, two, three.

Zkouška, jedna, dva, tři.

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

Když má vaše kapela vystoupení, je zpětná vazba protivná záležitost,

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

ale ve velkém orchestru přírody je zpětná vazba nejen potřebná,

it's what makes everything work.

ale je tím, co udržuje všechno v chodu.

What exactly is feedback?

Co to přesně je "zpětná vazba"?

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

Klíčovou věcí, ať už mluvíme o zvuku, životním prostředí nebo sociálních vědách,

is a phenomenon called mutual causal interaction,

je fenomén zvaný vzájemná přičinná interakce,

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

kde x ovlivňuje y, y ovlivňuje x a tak dále.

creating an ongoing process called a feedback loop.

Tím se vytváří nepřetržitý proces zvaný zpětnovazebná smyčka.

And the natural world is full of these mechanisms

Příroda je plná těchto mechanismů

formed by the links between living and nonliving things

vytvářených vazbami mezi živou a neživou přírodou.

that build resilience by governing the way populations

Tyto mechanismy vytváří odolnost tím, jak řídí způsob, kterým

and food webs respond to events.

populace a potravní řetězce reagují na události.

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

Když zemře rostlina, mrtvá hmota obohatí půdu humusem,

a stable mass of organic matter, providing moisture and nutrients

což je pevná složka organického původu, která poskytuje vláhu a výživu

for other plants to grow.

ostatním rostlinám, aby rostly.

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

Čím více rostlin roste a umírá, tím více humusu vzniká,

allowing even more plants to grow, and so on.

což umožňuje růst ještě většího množství rostlin a tak dále.

This is an example of positive feedback,

Toto je příklad pozitivní zpětné vazby,

an essential force in the buildup of ecosystems.

základní síly ve vzniku ekosystémů.

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

Nejmenuje se to pozitivní zpětná vazba proto, že by byla prospěšná,

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

označuje se jako pozitivní, protože zesiluje určitý vliv nebo změnu

from previous conditions.

z předchozího stavu.

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

Tyto pozitivní neboli zesilující vazby mohou být i škodlivé.

like when removing a forest makes it vulnerable to erosion,

Například když vymýtíme les, vystavíme místo erozi,

which removes organic matter and nutrients from the earth,

která znehodnotí organickou hmotu a živiny v půdě, čímž

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

zůstane méně rostlin, které by držely půdu, takže to vede k ještě větší erozi.

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

Naopak negativní zpětná vazba zmenšuje nebo neutralizuje změny v ekosystému,

to maintain a more stable balance.

který se tak stává stabilnější.

Consider predators and their prey.

Představte si predátory a jejich kořist.

When lynx eat snowshoe hares, they reduce their population,

Když rys sežere sněžného zajíce, redukuje tak jejich pouplaci,

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

ale tento pokles ve zdroji potravy rysa brzy způsobí i úbytek rysí populace,

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

a pokles počtu predátorů dovolí zase opětovné zvýšení populace zajíců.

The ongoing cycle creates an up and down wavelike pattern,

Nekonečný cyklus vytváří vzorec vlny: růst, pokles,

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

čímž je zachována dlouhodobá rovnováha a trvalost potravinového zdroje v čase.

Feedback processes might seem counterintuitive because many of us

Proces zpětné vazby se může zdát nelogický, protože spousta z nás

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

je zvyklých na předvídatelnější lineární scénáře příčiny a následku.

For instance, it seems simple enough that

Například, vypadá to celkem jednoduše,

spraying pesticides would help plants grow by killing pest insects,

když aplikací pesticidů pomůžeme rostlinám v růstu tím, že zabijeme škodlivý hmyz,

but it may trigger a host of other unexpected reactions.

ale to může spustit spoustu jiných, nečekaných reakcí.

For example, if spraying pushes down the insect population,

Například pokud stříkání sníží hmyzí populaci,

its predators will have less food.

tak hmyzí predátoři budou mít méně potravy.

As their population dips,

A s jejich klesajícím počtem

the reduced predation would allow the insect population to rise,

poroste hmyzí populace.

counteracting the effects of our pesticides.

Což jde přímo proti efektu našich pesticidů.

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

Všimněte si, že každá zpětná vazba je výsledkem vztahů ve smyčce.

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

Přidejte jeden negativní vztah a tento úplně převrátí sílu zpětné vazby.

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

A jeden slabý vztah značně sníží výsledek celé zpětné vazby.

Lose a link, and the whole loop is broken.

Když vztah zmizí, celá vazba se zničí.

But this is only a simple example,

Toto je jen jednoduchý příklad,

since natural communities consist not of separate food chains,

protože přírodní společenství se neskládají

z oddělených potravinových řetězců, ale z celé sítě interakcí.

but networks of interactions.

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

Smyčky zpětných vazeb častou jsou nepřímé a objevují se v delších řetězcích.

A food web containing twenty populations can generate thousands of loops

Potravinový řetězec zahrnující dvacet populací může vytvářet tisíce vazeb,

of up to twenty links in length.

o délce až dvaceti vztahů.

But instead of forming a disordered cacophany,

Výsledkem zpětných vazeb v ekosystémech

feedback loops in ecological systems play together,

ovšem není nekoordinovaná kakofonie, ale souhra,

creating regular patterns just like multiple instruments,

kdy vazby vytváří pravidelné vzorce, stejně jako různé nástroje,

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

a společně tvoří komplexní, ale harmonickou hudbu.

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

Široké spektrum negativních zpětných vazeb kontroluje pozitivní zpětné vazby,

like drums maintaining a rhythm.

stejně jako bubny drží rytmus.

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

Podívejme se na způsob, jakým fungují ekosystémy na určitém stanovišti.

as representing its trademark sound.

Reprezentují tak svou značku.

Ocean environments dominated by predator-prey interactions,

Prostředí oceánu dominují interakce typu predátor - kořist,

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

a silné pozitivní i negativní smyčky stabilizované tlumené zpětnou vazbou.

are powerful and loud, with many oscillations.

Jsou hlasité a silné, se spoustou oscilací.

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

Pouštní ekosystémy, kde obrátka biomasy je pomalá,

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

a slabá smyčka zpětné vazby skrze mrtvou hmotu je podobná stálému bzukotu.

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

A tropický prales s obrovskou druhovou diverzitou,

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

vysokou obrátkou živin, silnou zpětnou vazbou mezi živou a mrtvou hmotou,

is like a lush panoply of sounds.

je jako veselá směs zvuků.

Despite their stabilizing effects,

Navzdory stabilizujícím efektům

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

hodně těchto prostředí a jejich ekosystémů se v čase mění,

as do the harmonies they create.

stejně jako harmonie, kterou zní.

Deforestation may turn lush tropics into a barren patch,

Odlesňování může veselé tropy změnit v hluché místo,

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

stejně jako se úspěšná kapela rozpadne, když ztratí své nejlepší hráče.

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

Ale opuštěný kus zemědělské půdy se časem může proměnit v les,

like a garage band growing into a magnificent orchestra.

podobně jako když garážová kapela vyroste do vynikajícího orchestru.