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

Celou lekci najdete na http://ed.ted.com/lessons/feedback-loops-how-nature-gets-its-rhythms-anje-margriet-neutel

Zatímco na zkoušce kapely jsou zpětnovazebné smyčky spíše otravné, v přírodě jsou nezbytné. Jak vypadá zpětná vazba v přírodě a jak posiluje odolnost našeho světa? Anje-Margriet Neutel popisuje některé běžné pozitivní i negativní zpětnovazebné smyčky a zkoumá, jak ekosystém tolika smyček může vytvořit svůj „značkový zvuk“.

Lekce: Anje-Margriet Neutel
Animace: Brad Purnell

Zkouška, jedna, dva, tři.

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

ale ve velkém orchestru přírody
je zpětná vazba nejen potřebná,

ale je tím, co udržuje všechno v chodu.

Co to přesně je "zpětná vazba"?

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

je fenomén zvaný
vzájemná přičinná interakce,

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

Tím se vytváří nepřetržitý proces zvaný
zpětnovazebná smyčka.

Příroda je plná těchto mechanismů

vytvářených vazbami mezi živou
a neživou přírodou.

Tyto mechanismy vytváří odolnost tím,
jak řídí způsob, kterým

populace a potravní řetězce
reagují na události.

Když zemře rostlina, mrtvá hmota
obohatí půdu humusem,

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

ostatním rostlinám, aby rostly.

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

což umožňuje růst ještě většího
množství rostlin a tak dále.

Toto je příklad pozitivní zpětné vazby,

základní síly ve vzniku ekosystémů.

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

označuje se jako pozitivní, protože
zesiluje určitý vliv nebo změnu

z předchozího stavu.

Tyto pozitivní neboli zesilující vazby
mohou být i škodlivé.

Například když vymýtíme les,
vystavíme místo erozi,

která znehodnotí organickou hmotu
a živiny v půdě, čímž

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

Naopak negativní zpětná vazba zmenšuje
nebo neutralizuje změny v ekosystému,

který se tak stává stabilnější.

Představte si predátory a jejich kořist.

Když rys sežere sněžného zajíce,
redukuje tak jejich pouplaci,

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

a pokles počtu predátorů dovolí
zase opětovné zvýšení populace zajíců.

Nekonečný cyklus vytváří vzorec vlny:
růst, pokles,

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

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

je zvyklých na předvídatelnější lineární
scénáře příčiny a následku.

Například, vypadá to celkem jednoduše,

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

ale to může spustit spoustu jiných,
nečekaných reakcí.

Například pokud stříkání
sníží hmyzí populaci,

tak hmyzí predátoři
budou mít méně potravy.

A s jejich klesajícím počtem

poroste hmyzí populace.

Což jde přímo proti efektu
našich pesticidů.

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

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

A jeden slabý vztah značně sníží
výsledek celé zpětné vazby.

Když vztah zmizí, celá vazba se zničí.

Toto je jen jednoduchý příklad,

protože přírodní společenství
se neskládají

z oddělených potravinových řetězců,
ale z celé sítě interakcí.

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

Potravinový řetězec zahrnující dvacet
populací může vytvářet tisíce vazeb,

o délce až dvaceti vztahů.

Výsledkem zpětných vazeb v ekosystémech

ovšem není nekoordinovaná kakofonie,
ale souhra,

kdy vazby vytváří pravidelné vzorce,
stejně jako různé nástroje,

a společně tvoří komplexní,
ale harmonickou hudbu.

Široké spektrum negativních zpětných vazeb
kontroluje pozitivní zpětné vazby,

stejně jako bubny drží rytmus.

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

Reprezentují tak svou značku.

Prostředí oceánu dominují
interakce typu predátor - kořist,

a silné pozitivní i negativní smyčky
stabilizované tlumené zpětnou vazbou.

Jsou hlasité a silné,
se spoustou oscilací.

Pouštní ekosystémy, kde
obrátka biomasy je pomalá,

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

A tropický prales
s obrovskou druhovou diverzitou,

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

je jako veselá směs zvuků.

Navzdory stabilizujícím efektům

hodně těchto prostředí
a jejich ekosystémů se v čase mění,

stejně jako harmonie, kterou zní.

Odlesňování může veselé tropy
změnit v hluché místo,

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

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

podobně jako když garážová kapela
vyroste do vynikajícího orchestru.