Test, test, raz, dwa, trzy.
Podczas występu zespołu sprzężenia bywają irytującą przeszkodą,
natomiast w wielkiej orkiestrze natury, sprzężenia są nie tylko korzystne,
ale są podstawą działania.
Co to jest sprzężenie zwrotne?
Podstawą zarówno dźwięku jak i środowiska czy nauk społecznych
jest zjawisko wzajemnego oddziaływania przyczynowego,
gdzie x wpływa na y, y wpływa na x i tak dalej,
tworząc ciągły proces, zwany sprzężeniem zwrotnym.
Świat przyrody pełen jest tego typu mechanizmów
wykształconych przez powiązania między materią ożywioną i nieożywioną,
zapewniając stabilność przez regulowanie sposobu,
w jaki populacje i sieci pokarmowe reagują na różne czynniki.
Gdy rośliny więdną, ich martwa materia wzbogaca glebę jako próchnica,
stabilna warstwa organicznej materii zapewniająca wilgoć i składniki odżywcze
kolejnym wzrastającym roślinom.
Im więcej roślin wyrasta i więdnie, tym więcej powstaje próchnicy,
pozwalając na wzrost większej ilości roślin i tak dalej.
Jest to przykład dodatniego sprzężenia zwrotnego,
zasadniczego procesu w powstawaniu ekosystemów.
Sprzężeniem dodatnim nazywa się nie dlatego, że jest korzystne,
tylko dlatego, że wzmacnia poszczególne efekty lub zmiany
w stosunku do stanu poprzedniego.
Te dodatnie lub wzmacniające sprzężenia mogą być również niekorzystne,
na przykład las, który podczas wycinki staje się bardziej podatny na erozję,
która usuwa z gleby materię organiczną i składniki odżywcze,
zostawiając mniej wyrastających roślin, co powoduje dalszą erozję.
Z drugiej strony ujemne sprzężenie zmniejsza czy też przeciwdziała
zmianom w ekosystemie, by zapewnić bardziej stabilną równowagę.
Weźmy na przykład drapieżniki i ich ofiary.
Rysie, zjadając zające amerykańskie, zmniejszają ich populację.
Ograniczenie źródła pożywienia spowoduje zredukowanie ich populacji,
zmniejszając liczbę drapieżników i pozwalając na wzrost populacji zajęcy.
Ten cykl tworzy wzrastający i opadający wykres falowy,
utrzymując długotrwałą równowagę
i pozwalając na przetrwanie łańcucha pokarmowego.
Przebiegi sprzężeń mogą wydawać się nieoczywiste,
bo wielu z nas przywykło
do przewidywalnych, liniowych schematów przyczyn i skutków.
Na przykład wydaje się jasne,
że rozpylanie pestycydów pomoże roślinom rosnąć
przez eliminowanie insektów,
ale za to może spowodować inne nieprzewidziane reakcje.
Gdy spryskiwanie spowoduje spadek populacji insektów,
ich drapieżniki będą miały mniej pożywienia.
Gdy ich populacja się zmniejszy,
mniej drapieżników spowoduje wzrost populacji insektów,
przeciwdziałając efektom pestycydów.
Każde sprzężenie jest produktem ogniw w pętli.
Dodanie jednego ujemnego ogniwa odwróci działanie sprzężenia,
natomiast jedno słabe ogniwo znacząco osłabi siły sprzężenia.
Usunięcie ogniwa spowoduje przerwanie pętli.
Ale to tylko prosty przykład, bo naturalne zbiorowiska to zbiór
nie osobnych łańcuchów pokarmowych, ale wzajemnie powiązanych sieci.
Sprzężenie zwrotne często jest pośrednie i występuje w dłuższych łańcuchach.
Sieć pokarmowa składająca się z dwudziestu populacji
może wytworzyć tysiące pętli, mających aż do dwudziestu ogniw.
Ale zamiast tworzyć niezorganizowaną kakofonię,
sprzężenia zwrotne w systemach ekologicznych współgrają ze sobą,
tworząc regularne wzory, tak jak instrumenty,
które razem tworzą złożony lecz harmonijny utwór.
Daleko idące ujemne sprzężenia trzymają dodatnie sprzężenia w ryzach,
tak jak bębny utrzymujące rytm.
Funkcjonowanie ekosystemów w ich naturalnym środowisku
przypomina charakterystyczne brzmienie.
Środowiska morskie, gdzie dominują interakcje drapieżników i ofiar,
oraz silne dodatnie i ujemne sprzężenia stabilizowane przez sprzężenia tłumione,
są silne i głośne, z wieloma oscylacjami.
Ekosystemy pustynne, gdzie rotacja biomasy jest powolna,
a słabe sprzężenia krążą przez materię nieożywioną,
bardziej przypominają brzęczenie.
Natomiast tropikalny las, ze sporą różnorodnością gatunków,
wysoką rotacją składników odżywczych i silnymi sprzężeniami
między materią ożywioną i nieożywioną,
jest pełna gama dźwięków.
Pomimo efektu stabilizującego,
wiele z tych siedlisk i ich ekosystemów rozwija się i zmienia w czasie,
tak jak harmonie, które tworzą.
Wylesianie może zmienić bujny tropikalny las w jałowy grunt,
tak jak popularny zespół rozpada się po utracie kluczowych wykonawców.
Ale porzucony fragment pola może z czasem stać się puszczą,
niczym garażowy zespół rozrastający się w wybitną orkiestrę.