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

תרגום: Ido Dekkers עריכה: Tal Dekkers

Testing, testing, one, two, three.

בדיקה, בדיקה, 1,2,3.

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

כשהלהקה שלכם מנסה להופיע, פידבק הוא מכשול מעצבן,

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

אבל בתזמורת הגדולה של הטבע, פידבק הוא לא רק מועיל,

it's what makes everything work.

זה מה שגורם להכל לעבוד.

What exactly is feedback?

מה זה בדיוק פידבק?

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

אלמנט המפתח בין אם בצליל, הסביבה או מדעי החברה,

is a phenomenon called mutual causal interaction,

הוא התופעה שנקראת יחסי גומלין תוצאתיים הדדיים,

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

שם א' משפיע על ב'. ב' משפיע על א', וכך הלאה.

creating an ongoing process called a feedback loop.

מה שיוצר תהליך מתמשך שנקרא לולאת משוב.

And the natural world is full of these mechanisms

והעולם הטבעי מלא במכאניזמים האלה

formed by the links between living and nonliving things

שנוצרו על ידי הקישורים בין דברים חיים ודוממים

that build resilience by governing the way populations

שבונים עמידות על ידי שליטה בדרך בה אוכלוסיות

and food webs respond to events.

ורשתות אוכל מגיבות לארועים.

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

כשצמחים מתים, החומר המת מעשיר את האדמה בהומוס,

a stable mass of organic matter, providing moisture and nutrients

מאסה יציבה של חומר אורגני, שמספק לחות וחומרים מזינים

for other plants to grow.

לגדילה של צמחים אחרים.

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

ככל שיותר צמחים גדלים ומתים, יותר הומוס נוצר,

allowing even more plants to grow, and so on.

מה שמאפשר לאפילו יותר צמחים לגדול, וכך הלאה.

This is an example of positive feedback,

זו דוגמה למשוב חיובי,

an essential force in the buildup of ecosystems.

כוח חיוני בבניה של סביבות מחיה.

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

אבל זה לא נקרא משוב חיובי בגלל שהוא מועיל.

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

אלא, זה משוב חיובי בגלל שהוא מגביר השפעה מסויימת או שינוי

from previous conditions.

ממצב קודם.

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

הלולאות החיוביות או המגבירות האלו יכולות להיות גם מזיקות,

like when removing a forest makes it vulnerable to erosion,

כמו כשכורתים יער הסביבה פגיעה לסחף,

which removes organic matter and nutrients from the earth,

שמסיר חומר אורגני ומזין מהאדמה,

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

ומשאיר פחות צמחים לעגן את הקרקע, ומוביל לעוד סחף.

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

בניגוד לזה, משוב שלילי מפחית או מתנגד לשינויים בסביבת מחיה

to maintain a more stable balance.

כדי לשמור על איזון יציב יותר.

Consider predators and their prey.

חשבו על טורפים והטרף שלהם.

When lynx eat snowshoe hares, they reduce their population,

כשלינקס אוכל ארנבות נעלי שלג, הם מפחיתים את האוכלוסיה שלהן,

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

אבל הנפילה הזו במקור האוכל של הלינקס תגרום במהרה לירידה באוכלוסיה שלהם,

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

מה שיפחית את קצב הציד ויאפשר לאוכלוסית הארנבות לגדול שוב.

The ongoing cycle creates an up and down wavelike pattern,

המחזור המתמשך יוצר תבנית עולה ויורדת דמוית גל,

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

ששומרת על שיווי משקל לטווח ארוך ומאפשרת לשרשרת האוכל להתמיד במשך הזמן.

Feedback processes might seem counterintuitive because many of us

תהליכי משוב אולי נראים נוגדי הגיון מפני שרבים מאיתנו

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

רגילים לתהליכים יותר לינאריים וצפויים של סיבה ותוצאה.

For instance, it seems simple enough that

לדוגמה, זה נראה פשוט

spraying pesticides would help plants grow by killing pest insects,

שריסוס מדביר מזיקים יעזור לצמחים לגדול על ידי חיסול החרקים,

but it may trigger a host of other unexpected reactions.

אבל זה אולי יגרום להרבה תגובות אחרות.

For example, if spraying pushes down the insect population,

לדוגמה, אם הריסוס מקטין את אוכלוסיית החרקים,

its predators will have less food.

לטורפים שלהם יהיה פחות אוכל.

As their population dips,

כשהאוכלוסיות שלהם יקטנו,

the reduced predation would allow the insect population to rise,

מיעוט הטורפים יאפשר לאוכלוסיית החרקים לטפס,

counteracting the effects of our pesticides.

מה שיפחית את האפקט של חומר ההדברה שלנו.

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

שימו לב שכל משוב הוא התוצאה של קישור בלולאה.

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

הוסיפו חוליה אחת שלילית והיא תהפוך את כוח המשוב לגמרי,

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

וחוליה אחת חלשה תפחית את ההשפעה של כל המשוב באופן משמעותי.

Lose a link, and the whole loop is broken.

אבדו חוליה, וכל הלולאה תישבר.

But this is only a simple example,

אבל זו רק דוגמה פשוטה,

since natural communities consist not of separate food chains,

מאחר וקהילות טבעיות מכילות לא שרשראות מזון נפרדות,

but networks of interactions.

אלא רשתות של יחסי גומלין.

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

לולאות משוב הרבה פעמים יהיו לא ישירות, ויקרו דרך שרשראות ארוכות יותר.

A food web containing twenty populations can generate thousands of loops

שרשרת אוכל שמכילה עשרים אוכלוסיות יכולה לייצר אלפי לולאות

of up to twenty links in length.

של עד לעשרים חוליות באורכן.

But instead of forming a disordered cacophany,

אבל במקום ליצור קקפוניה לא מאורגנת,

feedback loops in ecological systems play together,

לולאות משוב במערכות אקולוגיות משחקות יחד,

creating regular patterns just like multiple instruments,

ויוצרות תבניות רגילות ממש כמו כלים מרובים,

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

שמתאחדים ליצור פיסה מורכבת אבל הרמונית של מוזיקה.

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

משובים שליליים רחבים שומרים על עוצמת המשוב החיובי

like drums maintaining a rhythm.

כמו תופים ששומרים על קצב.

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

אתם יכולים לראות איך מערכת אקולוגית מסוימת מתפקדת בתוך סביבת המחיה היחודית שלה

as representing its trademark sound.

כמייצגת את הצליל היחודי שלה.

Ocean environments dominated by predator-prey interactions,

סביבות אוקיאניות נשלטות על יחסי גומלין של טורף וטרף,

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

ולולאות חיוביות ושליליות חזקות מייוצבות על ידי משוב משכך מעצמו,

are powerful and loud, with many oscillations.

הן חזקות ורועשות, עם הרבה תנודות.

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

מערכות מחיה מדבריות, שם המעבר של ביומאסה הוא איטי,

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

ולולאות המשוב של חומר מת הן יותר זמזום קבוע.

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

ויער הגשם הטרופי, עם המגוון הגדול של המינים,

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

מעבר מזינים גבוה, ומשוב חזק בין דברים חיים ומתים,

is like a lush panoply of sounds.

הוא כמו תצוגה מרשימה של צלילים.

Despite their stabilizing effects,

למרות האפקטים המייצבים שלהן,

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

רבות מסביבות המחיה האלו והמערכות האקולוגיות שלהן מתפתחות ומשתנות עם הזמן.

as do the harmonies they create.

כמו ההרמוניות שהן יוצרות.

Deforestation may turn lush tropics into a barren patch,

כריתת יערות אולי תהפוך את היערות המלאים האלה לכתמים קרחים,

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

כמו אנסמבל מוצלח שמתפרק אחרי איבוד המבצעים הכוכבים שלו.

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

אבל חלקה נטושה של אדמת חקלאות אולי תהפוך ליער עם הזמן,

like a garage band growing into a magnificent orchestra.

כמו להקת גרג' שמתפתחת לתזמורת מופלאה.