Search for notes by fellow students, in your own course and all over the country.

Browse our notes for titles which look like what you need, you can preview any of the notes via a sample of the contents. After you're happy these are the notes you're after simply pop them into your shopping cart.

My Basket

You have nothing in your shopping cart yet.

Title: IB Biology SL - Ecology and Conservation
Description: A summary of chapter 9 (pages 423-493) "Ecology and Conservation", option C in the new curriculum (2015). Based on the new SL Biology book.

Document Preview

Extracts from the notes are below, to see the PDF you'll receive please use the links above


IB  Biology  4A  

Option  C:  Ecology  and  Conservation  
                                       New  Syllabus  
                                           p
...
1:  Species  and  communities  
Limiting  factors  affect  the  distribution  of  species  in  a  community  
The  distribution  of  a  species  depends  on  both  biotic  and  abiotic  factors  
Biotic  factors  
-­‐  living  organisms  in  the  ecosystem  
-­‐  inter-­‐relationships  between  organisms  
Abiotic  factors  
-­‐  light  (length  and  intensity)  
-­‐  water  availability  
-­‐  temperature  
-­‐  salinity  of  soil  or  water  
-­‐  soil  conditions  
-­‐  atmosphere  

The  distribution  of  species  depends  on  their  tolerance  of  limiting  factors  

 
Shelford’s  law  of  tolerance  
The  levels  of  one  or  more  chemical/physical  factors  determine  the  abundance  and  distribution  
of  a  species  in  a  ecosystem
...
 
Limits  of  tolerance  and  zones  of  stress:  an  animal  example  
The  red  kangaroo  in  Australia  
-­‐  distribution  has  been  stable  for  over  a  century  
-­‐  distribution  reflects  interaction  of  temperature  and  precipitation  
-­‐  lives  in  hot  interior  of  Australia  (desert/savannah)  
 -­‐  possesses  certain  adaptations  that  increase  its  tolerance  to  high  temp
...
 423-­‐493  

   

Keystone  species  
Definition  
a  species  that  is  not  necessarily  abundant  but  exhibits  a  strong  control  over  the  structure  of  a  
community  
Removal  Experiment  
-­‐  way  to  determine  whether  an  organism  is  a  keystone  species    
-­‐  sea  star  (Pisaster  ochraceous)  and  mussel  (Mytilus  californianus)  
 
-­‐  sea  star  was  removed  from  interdial  area  
 
-­‐  mussel  able  to  take  over  rocks  and  exclude  algae  and  others  from  zone  
 
-­‐  sea  star  limited  number  of  mussel  
 
-­‐  without  sea  star,  diversity  declined  rapidly  
 
-­‐>  sea  star  =  keystone  species:  had  control  over  diversity  of  community  

Each  species  plays  a  unique  role  within  a  community  
The  unique  role  that  a  species  plays  in  the  community  is  called  a  niche
...
 
Spatial  habitat  
Area  inhabited  by  any  particular  organism  
For  example:  leopard  frogs  (Rana  pipiens)  live  in  the  ponds  of  Indiana  (USA)  dunes,  burrowed  in  
the  mud  between  the  grasses  on  the  edge  of  the  pond
...
a
...
 
Interactions  with  other  species  
Competition  
When  two  species  rely  on  the  same  limited  resource  ,  one  species  will  be  better  adapted  to  
benefit  from  the  resource  
Example  1:  
 
-­‐  USA:  coyotes  (Canis  latrans)  and  red  foxes  (Vulpes  vulpes)  
 
-­‐  both  predators  that  eat  small  rodents  and  birds  
 
-­‐  coyotes  inhabit  grassland  communities,  red  foxes  inhabit  edges  of  forests/meadows  
 
-­‐  forests  removed  (farmland)  -­‐>  habitat  of  red  fox  overlapping  with  the  one  of  the  coyote  
 
-­‐  the  two  species  are  competing  for  a  smaller  food  supply  
 
-­‐>  the  one  less  adapted  is  likely  to  become  extinct  
Example  2:  
 
-­‐  UK  coastal  dunes:  natterjack  toad  (Epidalea  calamita)  and  common  toad  (bufa  bufa)  
 
-­‐  disturbance  of  the  dune  area  limits  the  habitat  available  to  both  toads  
Herbivory  
A  primary  consumer  (plant  eater)  that  feeds  on  a  producer  (plant)
...
 423-­‐493  

   

Predation  
Consumer  (animal:  predator)  eating  another  consumer  (animal:  prey)
...
 
Example  1:    
 
-­‐  Canadian  lynx  (Lynx  Canadensis)  and  arctic  hare  (Lepus  arcticus)  
 
-­‐  lynx  preys  on  hare  
Example  2:  
 
-­‐  blue  heron  (Ardea  Herodias)  and  frogs  in  the  pond  of  sand  dune  ecosystems  in  the  USA  
 
-­‐  blue  heron  preys  on  frogs  
Parasitism  
A  parasite  lives  on  or  in  a  host  and  depends  on  host  for  at  least  part  of  its  life  cycle
...
 
Example  1:    
 
-­‐  Plasmodium  causes  malaria  in  humans  
 
-­‐  reproduces  in  the  human  liver  and  red  blood  cells  
 
-­‐  Part  of  the  life  cycle  of  Plasmodium  takes  place  in  body  of  Anopheles  mosquito  
 
-­‐  mosquito  transmits  malaria  parasite  from  one  human  to  another  
Example  2:  
 
-­‐  Leeches  (Hirudo  medicinalis,  live  in  ponds)  and  humans  or  other  mammals  
 
-­‐  puncture  skin  of  host  and  secrete  enzyme  into  wound  to  prevent  clotting  
 
-­‐  can  ingest  several  times  their  weight  in  blood  
Mutualism  
Two  species  live  together  and  both  benefit  from  the  relationship
...
 It  states  that  no  two  species  in  a  
community  can  occupy  the  same  niche
...
 
Example  
-­‐  two  different  species  of  Paramecium:  P
...
 caudatum  
-­‐  when  each  species  grown  in  separate  culture,  they  did  equally  well  
-­‐  when  cultured  together  with  a  constant  food  supply,  P
...
 aurelia  out-­‐competed  P
...
 It  is  the  potential  mode  of  existence,  given  the  adaptations  of  the  species
...
 
 

 

3  

IB  Biology  4A  

Option  C:  Ecology  and  Conservation  
                                       New  Syllabus  
                                           p
...
 The  observer  
moves  along  a  fixed  path  to  count  the  occurrences  of  that  population  among  the  path
...
 423-­‐493  

   

C
...
 5-­‐20%  of  the  Sun’s  energy  is  trapped  by  
plants  (producers)  and  transferred  to  the  primary  consumer
...
 Energy  is  lost  as  heat  as  
it  moves  from  producer  to  primary  consumer  to  secondary  consumer  etc
...
 When  an  organism  dies,  its  body  is  
decomposed  and  the  energy  is  transferred  to  decomposers
...
 The  width  
of  the  block  indicates  how  
much  energy  it  contains
...
   

 

                   

 

Gross  production  
the  total  amount  of  energy  trapped  in  the  organic  matter  produced  by  plants  per  area  per  time  in  
kilojoules:  kilojoules  per  metre  squared  per  year  (kJ  m-­‐2yr-­‐1)  
Net  production  
the  gross  production  minus  the  energy  lost  through  respiration  (kJ  m-­‐2yr-­‐1)  
Biomass  
dry  weight  of  an  organism,  measured  in  grammes  per  metre  squared  per  year  (g  m-­‐2yr-­‐1)  
-­‐>  actual  weight  of  organism  includes  large  parts  of  water  -­‐>  needs  to  be  removed  and  the  dry  
weight  measured  
Calculating  gross  production  and  net  production  
Gross  production  –  respiration  =  net  production  
Pyramids  of  biomass  

 

Biomass  is  lost  during  respiration  
at  each  trophic  level
...
 Both  are  excreted  and  
the  biomass  of  glucose  is  lost
...
 423-­‐493  

   

Difficulties  of  classifying  organisms  into  trophic  levels  
A  food  web  gives  a  true  but  complicated  picture  of  what  is  being  eaten  in  an  ecosystem
...
 Typically,  the  organisms  at  higher  and  higher  trophic  levels  are  
increasingly  more  efficient
...
   

Conversion  ratio  in  sustainable  food  production  
The  feed  conversion  ratio  (FCR)  is  a  measure  of  the  efficiency  of  an  animal’s  ability  to  convert  
feed  mass  into  increased  body  mass
...
 The  FCR  shows  us  how  much  
energy  is  being  lost  durinf  the  transfer  from  plant  to  animals,  as  seen  with  energy  pyramids
...
 It’s  the  
reason  why  some  species  gradually  replace  other  species  in  one  particular  area
...
 
 
 

 

6  

IB  Biology  4A  

Option  C:  Ecology  and  Conservation  
                                       New  Syllabus  
                                           p
...
 The  type  of  stable  community  is  predicted  by  climate
...
 If  a  climax  community  is  extensive  and  well  developed,  it’s  called  a  
biome
...
 Certain  species  are  found  in  
one  type  of  biome  and  not  in  others
...
 423-­‐493  

   

Tundra  
-­‐  high  elevations  with  low  temperatures  and  low  precipitation  
-­‐  plants  and  animals  are  adapted  to  a  cold  and  dry  environment  
Coniferous  forest  
-­‐  high  elevations  with  less  cold  temperatures  and  slightly  more  rainfall  
-­‐  ground  freezes  during  some  months  of  the  year    
-­‐  coniferous  trees  adapted  for  conserving  water  when  its  frozen  
-­‐  animals  have  heavy  coats  of  fur  in  winter  but  lose  some  in  the  summer  
Temperate  forest  
-­‐  lower  elevations,  temperature  warmer,  more  water  available  
-­‐  plants  and  animals  must  be  adapted  for  a  wide  range  of  conditions  
-­‐  summer:  warm,  lots  of  water  /  winter:  cool,  water  might  be  unavailable  because  frozen  
-­‐  trees  will  lose  leaves  in  winter  to  reduce  water  loss  
Desert  
-­‐  low  elevations  with  warm  temperatures  and  little  precipitation  
-­‐  plants  and  animals  have  specific  adaptations  to  survive  in  this  extremely  hot  and  dry  biome  
Tropical  forest  
-­‐  low  elevations  with  warm  temperatures  and  very  high  moisture  
-­‐  extremely  productive  
-­‐  high  primary  productivity  due  to  combination  of  high  temperatures  and  high  rainfall  

Gersmehl  diagrams  
Another  way  of  describing  energy  flow  and  
nutrient  recycling  within  the  main  ’stores’  of  
an  ecosystem
...
 Included  in  diagram:  
-­‐  input  (eg  nitrogen,  oxygen,  carbon)  
-­‐  output  (eg  loss  of  nutrients  by  leaching)  
-­‐  flows  (eg  from  biomass  to  litter)  

 
An  example  of  humans  interfering  with  nutrient  cycling  
Collapse  of  marine  fisheries  as  a  result  of  overfishing  and  habitat  loss  -­‐>  affected  nutrient  cycling    
-­‐  fish  recycle  nutrients  (esp
...
 423-­‐493  

   

A  closed  ecosystem  
Most  ecosystems  are  open
...
 No  natural  system  
on  Earth  is  considered  to  be  a  closed  system,  but  the  entire  planet  can  be  considered  ‘almost’  
closed  (large  amounts  of  light  energy  enter  earth  and  eventually  return  to  space  as  heat,  but  no  
matter  is  exchanged)
...
 In  a  CES,  waste  products  made  by  a  species  must  be  used  by  at  least  one  
other  species  and  converted  into  eg  oxygen,  food  and  water  -­‐>  involves  at  least  one  autotroph  
and  sunlight  must  be  available
...
 423-­‐493  

   

C
...
 
-­‐>  environmentally  friendly  alternative  to  chemical  control  
-­‐>  but  there’s  always  a  risk  when  introducing  a  new  organism  into  a  ecosystem  
Introduced  alien  species  can  become  invasive  
Introduction  of  cane  toads  (Bufo  marinus)  into  Australia  in  the  1930’s  
-­‐  cane  toad  imported  from  Hawaii  +  released  in  Queensland  to  control  beetle  pests  of  sugar  cane  
-­‐  larvae  of  the  beetle  eat  roots  of  cane  and  the  plants  die  
-­‐  cane  toad  was  being  used  to  control  beetle  infestations  of  sugar  cane  crops  in  Hawaii  
-­‐  toads  released  in  Queensland  without  risk  assessments  being  done  
-­‐  rapid  growth  of  toad  population  but  no  effect  on  beetles  whatsoever  
-­‐>  toads  had  found  other  food  sources  
-­‐>  cane  toad  pest  
Competitive  exclusion  can  affect  endemic  species  
-­‐>  no  two  species  can  occupy  the  same  niche  
Example:  Small  skinks  in  Australia  
-­‐  disappeared  when  cane  toads  introduced  
-­‐  both  species  are  insectivores  -­‐>  skinks  outcompeted  by  toads  due  to  voracious  appetite  of  toad  
 
Absence  of  predators  can  affect  endemic  species  
-­‐  cane  toads  are  extremely  poisonous  (glands  behind  ears  contain  toxic  substance)  
-­‐  predator  species  in  Australia  affected  by  eating  cane  toads  
-­‐  turtles  at  risk  since  able  to  eat  cane  toads  large  enough  to  kill  them  with  toxic  
-­‐  lizards  die  after  eating  cane  tiads  
-­‐>  absence  of  successful  predator  is  significant  factor  in  the  population  explosion  in  Australia  
Kudzu:  an  introduced  alien  species  
-­‐  Kudzu  introduced  from  Japan  to  USA  as  an  ornamental  plant  to  solve  problem  of  soil  erosion  
-­‐  grows  rapidly  -­‐>  grows  in  many  conditions,  crushes  other  plants  
-­‐  recognized  as  pest  weed  

Biomagnification  
Process,  in  which  chemical  substances  become  more  concentrated  at  each  trophic  level
...
 After  ingestion,  they’re  stored  in  
fatty  tissues  of  the  consumer
...
 423-­‐493  

   

-­‐  some  chemicals  deliberately  put  into  environment  to  kill  insect  pests  
-­‐  dichlorodiphenyltrichloroethane  (DDT)  is  one  of  those  pesticides  
-­‐  when  first  used  not  known  that  it  doesn’t  break  and  can  persist  for  decades  in  environment  
-­‐  DDT  commonly  sprayed  on  plants  and  eventually  entered  water  supply  
-­‐  absorbed  by  microscopic  organisms  (zooplankton)  -­‐>  eaten  by  small  fish  -­‐>  large  fish  -­‐>  osprey  
-­‐>  DDT  built  up  in  fatty  tissues  
Consequences  of  biomagnification  
-­‐  first  sign  of  problem  with  DDT:  decline  in  number  of  predator  birds  
-­‐>  eggs  of  birds  easily  cracked  (mother  sitting  on  them  cracked  them)  
-­‐  discovery:  DDT  building  up  in  the  tissue  and  interfering  with  calcium  needed  for  shells  
-­‐>  DDT  banned  in  USA  
-­‐  bird  population  began  to  recover  
DDT  also  affects  humans:  
-­‐  eat  fish  containing  DDT  
-­‐  DDT  stored  in  fat  -­‐>  level  of  DDT  in  breast  milk  6x  higher  than  level  in  blood  of  mother  
The  trade-­off  between  DDT  pollution  and  malarial  parasite  control  
Malaria  is  the  most  deadly  vector-­‐borne  disease  in  the  world
...
 
DDT  pollution  
DDT  is  a  persistent  organic  pollutant
...
 DDT  levels  in  human  blood  have  declined  sharply  and  DDT  has  
disappeared  from  the  breast  milk  of  nursing  mothers
...
 
-­‐  IRS  used  in  houses  =  DDT  found  in  breast  milk  
-­‐  no  IRS  =  hundreds  of  mosquitoes  enter  house  
-­‐  health  officials  would  like  to  use  DDT  but  donor  governments  refuse  to  allow  DDT  spraying  

Macroplastics  in  the  marine  environment  
Macroplastics  are  pieces  of  plastic  bigger  than  5  mm  and  can  pose  a  serious  threat  to  marine  
wildlife
...
 
-­‐  amount  and  distribution  in  marine  environment  has  steadily  increased  over  past  20  years  
-­‐  act  like  sponges  and  soak  up  toxic  chemicals  in  marine  environment  
-­‐  large  surface  area  -­‐>  plenty  for  chemicals  to  stick  to  

 

11  

IB  Biology  4A  

Option  C:  Ecology  and  Conservation  
                                       New  Syllabus  
                                           p
...
 Attempts  to  eradicate  them:  
Example:  Black  striped  mussel,  Australia  
-­‐  multiplied  fast  and  tucked  to  ships  -­‐>  threat  to  tropical  waters  -­‐>  damage  to  pearl  industry  
-­‐  eradication:  poured  chemicals  into  the  sea  -­‐>  death  of  all  organisms  
Example:  Oriental  fruit  fly,  Japan  
-­‐  larvae  ate  fruit  -­‐>  damaging  crops  
-­‐  eradication:  sterile  insect  release  (SIR):  released  sterile  males,  eggs  not  viable  

Analysis  of  data  illustrating  the  cause  and  effects  of  biomagnification  
Bioaccumulation  is  the  net  accumulation  over  time  of  POPs  or  heavy  metals  within  an  organism  
from  both  biotic  and  abiotic  sources
...
 423-­‐493  

   

C
...
 They’re  called  
indicator  species
...
 The  number  of  organisms  in  
each  group  is  multiplied  by  a  factor  that  is  determined  by  how  sensitive  the  organism  is  to  
pollution
...
 The  more  
sensitive  organisms  are  in  the  sample,  the  higher  the  quality  of  the  water  in  the  river/stream
...
 

Richness  and  evenness  are  components  of  biodiversity  
Biodiversity  can  be  described  in  two  ways:  evenness  and  richness
...
 25%)  
-­‐  analyze  squares  
-­‐  process  data:  calculate  mean  number  of  organism  in  subsample  
-­‐  mean  number  *  number  of  squares  =  estimated  population  in  field  

Management  of  conservation  areas  
On  order  to  maintain  beauty  &  diversity  in  a  nature  reserve,  it  is  important  to  manage  it  
efficiently
...
 
Restoration  
-­‐  attempts  to  return  the  land  to  its  natural  state  
-­‐  requires  managers  to  use  active  management  techniques  (eg  cutting,  burning,  replanting)  
 

 

13  

IB  Biology  4A  

Option  C:  Ecology  and  Conservation  
                                       New  Syllabus  
                                           p
...
 
-­‐  maintain  habitat  
-­‐  remove  invasive  species  
-­‐  defend  against  predators  
-­‐  maintain  large  area  -­‐>  maintain  large  population  -­‐>  maintain  large  genetic  diversity/gene  pool  
If  the  population  and/or  the  gene  pool  is  too  small  or  the  destructive  forces  (eg  invasive  species)  
cannot  be  controlled,  in  situ  conservation  is  no  longer  enough
...
 
Captative  breeding  
-­‐  increase  reproductive  output  
-­‐  secure  survival  of  offspring  in  zoos:  generates  new  funds  
Artificial  insemination  
take  semen  from  male  and  place  it  into  female  body  
Embryo  transfer  
transfer  embryo  to  a  surrogate  mother:  in  vitro  fertilisation  to  increase  offspring  
Cyrogenics  
sperm,  egg  cells,  embryos  frozen  for  future  use  
Human-­‐  raising  
Human-­‐raising  when  mother  can’t/doesn’t  care  for  young  
 
 
 

 

14  

IB  Biology  4A  

Option  C:  Ecology  and  Conservation  
                                       New  Syllabus  
                                           p
...
 Helena  Boxwood  
-­‐  extinct  in  its  natural  habitat,  St
...
   
Latitude  gradient  
effect  of  climate  on  species  diversity  
-­‐>  the  farther  away  form  equator,  the  fewer  species  can  be  found  
Elevation  gradient  
effect  of  altitude  on  species  richness  
-­‐>  increase  in  altitude  =  increase  in  species  richness  -­‐>  reaches  mid-­‐point  bulge  -­‐>  declines  
Area  effect  
effect  of  area  on  species  richness  
-­‐>  the  larger  the  area,  the  more  species  it  can  support  

The  impact  of  edge  effect  on  diversity  
Edge  effect  describes  what  occurs  at  habitat  boundries  where  two  bordering  communities  
influence  each  other
Title: IB Biology SL - Ecology and Conservation
Description: A summary of chapter 9 (pages 423-493) "Ecology and Conservation", option C in the new curriculum (2015). Based on the new SL Biology book.