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

Sprzężenia zwrotne: Skąd natura bierze swój rytm - Anje-Margriet Neutel

Tłumaczenie: Maciej Mackiewicz Korekta: Rysia Wand

Test, test, raz, dwa, trzy.

Testing, testing, one, two, three.

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

Podczas występu zespołu sprzężenia bywają irytującą przeszkodą,

natomiast w wielkiej orkiestrze natury, sprzężenia są nie tylko korzystne,

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

it's what makes everything work.

ale są podstawą działania.

What exactly is feedback?

Co to jest sprzężenie zwrotne?

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

Podstawą zarówno dźwięku jak i środowiska czy nauk społecznych

is a phenomenon called mutual causal interaction,

jest zjawisko wzajemnego oddziaływania przyczynowego,

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

gdzie x wpływa na y, y wpływa na x i tak dalej,

tworząc ciągły proces, zwany sprzężeniem zwrotnym.

creating an ongoing process called a feedback loop.

And the natural world is full of these mechanisms

Świat przyrody pełen jest tego typu mechanizmów

formed by the links between living and nonliving things

wykształconych przez powiązania między materią ożywioną i nieożywioną,

that build resilience by governing the way populations

zapewniając stabilność przez regulowanie sposobu,

w jaki populacje i sieci pokarmowe reagują na różne czynniki.

and food webs respond to events.

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

Gdy rośliny więdną, ich martwa materia wzbogaca glebę jako próchnica,

a stable mass of organic matter, providing moisture and nutrients

stabilna warstwa organicznej materii zapewniająca wilgoć i składniki odżywcze

for other plants to grow.

kolejnym wzrastającym roślinom.

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

Im więcej roślin wyrasta i więdnie, tym więcej powstaje próchnicy,

allowing even more plants to grow, and so on.

pozwalając na wzrost większej ilości roślin i tak dalej.

This is an example of positive feedback,

Jest to przykład dodatniego sprzężenia zwrotnego,

an essential force in the buildup of ecosystems.

zasadniczego procesu w powstawaniu ekosystemów.

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

Sprzężeniem dodatnim nazywa się nie dlatego, że jest korzystne,

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

tylko dlatego, że wzmacnia poszczególne efekty lub zmiany

from previous conditions.

w stosunku do stanu poprzedniego.

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

Te dodatnie lub wzmacniające sprzężenia mogą być również niekorzystne,

like when removing a forest makes it vulnerable to erosion,

na przykład las, który podczas wycinki staje się bardziej podatny na erozję,

which removes organic matter and nutrients from the earth,

która usuwa z gleby materię organiczną i składniki odżywcze,

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

zostawiając mniej wyrastających roślin, co powoduje dalszą erozję.

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

Z drugiej strony ujemne sprzężenie zmniejsza czy też przeciwdziała

zmianom w ekosystemie, by zapewnić bardziej stabilną równowagę.

to maintain a more stable balance.

Consider predators and their prey.

Weźmy na przykład drapieżniki i ich ofiary.

When lynx eat snowshoe hares, they reduce their population,

Rysie, zjadając zające amerykańskie, zmniejszają ich populację.

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

Ograniczenie źródła pożywienia spowoduje zredukowanie ich populacji,

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

zmniejszając liczbę drapieżników i pozwalając na wzrost populacji zajęcy.

The ongoing cycle creates an up and down wavelike pattern,

Ten cykl tworzy wzrastający i opadający wykres falowy,

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

utrzymując długotrwałą równowagę

i pozwalając na przetrwanie łańcucha pokarmowego.

Feedback processes might seem counterintuitive because many of us

Przebiegi sprzężeń mogą wydawać się nieoczywiste,

bo wielu z nas przywykło

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

do przewidywalnych, liniowych schematów przyczyn i skutków.

For instance, it seems simple enough that

Na przykład wydaje się jasne,

spraying pesticides would help plants grow by killing pest insects,

że rozpylanie pestycydów pomoże roślinom rosnąć

przez eliminowanie insektów,

but it may trigger a host of other unexpected reactions.

ale za to może spowodować inne nieprzewidziane reakcje.

For example, if spraying pushes down the insect population,

Gdy spryskiwanie spowoduje spadek populacji insektów,

its predators will have less food.

ich drapieżniki będą miały mniej pożywienia.

As their population dips,

Gdy ich populacja się zmniejszy,

the reduced predation would allow the insect population to rise,

mniej drapieżników spowoduje wzrost populacji insektów,

counteracting the effects of our pesticides.

przeciwdziałając efektom pestycydów.

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

Każde sprzężenie jest produktem ogniw w pętli.

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

Dodanie jednego ujemnego ogniwa odwróci działanie sprzężenia,

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

natomiast jedno słabe ogniwo znacząco osłabi siły sprzężenia.

Lose a link, and the whole loop is broken.

Usunięcie ogniwa spowoduje przerwanie pętli.

But this is only a simple example,

Ale to tylko prosty przykład, bo naturalne zbiorowiska to zbiór

since natural communities consist not of separate food chains,

nie osobnych łańcuchów pokarmowych, ale wzajemnie powiązanych sieci.

but networks of interactions.

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

Sprzężenie zwrotne często jest pośrednie i występuje w dłuższych łańcuchach.

Sieć pokarmowa składająca się z dwudziestu populacji

A food web containing twenty populations can generate thousands of loops

może wytworzyć tysiące pętli, mających aż do dwudziestu ogniw.

of up to twenty links in length.

But instead of forming a disordered cacophany,

Ale zamiast tworzyć niezorganizowaną kakofonię,

feedback loops in ecological systems play together,

sprzężenia zwrotne w systemach ekologicznych współgrają ze sobą,

creating regular patterns just like multiple instruments,

tworząc regularne wzory, tak jak instrumenty,

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

które razem tworzą złożony lecz harmonijny utwór.

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

Daleko idące ujemne sprzężenia trzymają dodatnie sprzężenia w ryzach,

like drums maintaining a rhythm.

tak jak bębny utrzymujące rytm.

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

Funkcjonowanie ekosystemów w ich naturalnym środowisku

as representing its trademark sound.

przypomina charakterystyczne brzmienie.

Ocean environments dominated by predator-prey interactions,

Środowiska morskie, gdzie dominują interakcje drapieżników i ofiar,

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

oraz silne dodatnie i ujemne sprzężenia stabilizowane przez sprzężenia tłumione,

are powerful and loud, with many oscillations.

są silne i głośne, z wieloma oscylacjami.

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

Ekosystemy pustynne, gdzie rotacja biomasy jest powolna,

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

a słabe sprzężenia krążą przez materię nieożywioną,

bardziej przypominają brzęczenie.

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

Natomiast tropikalny las, ze sporą różnorodnością gatunków,

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

wysoką rotacją składników odżywczych i silnymi sprzężeniami

między materią ożywioną i nieożywioną,

is like a lush panoply of sounds.

jest pełna gama dźwięków.

Despite their stabilizing effects,

Pomimo efektu stabilizującego,

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

wiele z tych siedlisk i ich ekosystemów rozwija się i zmienia w czasie,

as do the harmonies they create.

tak jak harmonie, które tworzą.

Deforestation may turn lush tropics into a barren patch,

Wylesianie może zmienić bujny tropikalny las w jałowy grunt,

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

tak jak popularny zespół rozpada się po utracie kluczowych wykonawców.

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

Ale porzucony fragment pola może z czasem stać się puszczą,

like a garage band growing into a magnificent orchestra.

niczym garażowy zespół rozrastający się w wybitną orkiestrę.