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Ecology Final(Exam 4)

by: Mary-elizabeth Notetaker

Ecology Final(Exam 4) Bio 363

Marketplace > University of Louisville > Biology > Bio 363 > Ecology Final Exam 4
Mary-elizabeth Notetaker
U of L

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Dr. Alexander
Study Guide
Biology, Bio, Bio363, Biology363, Alexander, Louisville, Ecology, ecology363
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Popular in Ecology

Popular in Biology

This 23 page Study Guide was uploaded by Mary-elizabeth Notetaker on Monday April 18, 2016. The Study Guide belongs to Bio 363 at University of Louisville taught by Dr. Alexander in Spring 2016. Since its upload, it has received 17 views. For similar materials see Ecology in Biology at University of Louisville.


Reviews for Ecology Final(Exam 4)


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Date Created: 04/18/16
1. Community All the interacting animal and plant species in a habitat. Includes feeding relations 2. Spatial heterogeneity hypoth More species BC tropical comms are in areas that are more physically complex  More niches 3. Guild Subset of community Species distinguished by location or method of obtaining food 4. Trophic structure Largest emergent prop Allows questions on how efficient energy flow is between levels 5. Food chains Links of pop relationships  Btwn 3­9 links  Can determine max number of trophic levels by determining the longest food chain 6. Food web Many interacting and interconnected food chains 7. Macrophytes Aquatic vascular plants w roots 8. POM Particulate organic matter includes Dead leaves stems and dead animal bodies  Fungi and bacteria 9. DOM Dissolved organic matter Dissolved organic mols from living and dead orgs  (Lipids sugars AAs) Serves as energy source for detrivores 10. Alpha diversity ...species diversity Depends on species richness(S) and species evenness 11. Species evenness Percentage of indivs in community of each species 12. Diversity Number of species in community and relative freqs of each species 13. Disturbance succession predation comp mutualism time scales spacing scales number of microhabs special heterogeneity climate conds and habitat stability Factors affecting diversity 14. Alpha diversity Species diversity within one site or location 15. Shannon weaver index (H) H=(sum of) Piln(pi) P=importance value(proportion of individuals in species) I­total sample of indivs from quad from: pi=ni/N Gives more weight to rare species 16. Importance value of Shannon weaver eq I­total sample of indivs from quad from: pi=ni/N Ni=number indivs in ith species  N=total number of indivs from all species  .... Neg sum of first eq 17. Evenness value for Shan­weaver Eh=H/Hmax H=Shan­weaver diversity index Proportional to ln(species number) So... N1=e^H Hmax=ln(S) S=number of species  ... Varies from 0 to 1 18. Number of species eq from Shan­weaver N1=e^H 19. Simpsons index (N2) prob of randomly selected indiva being diff  ... N2=number of equally common species needed to produce same diversity value as observed in  the comm  N2=1/(sum of all pi^2) .. Ranges from 1 to S Gives less weight to rare species and more weight to common ones 20. Total size of comm resource axis additional species can be added into com In resource overlap of each species w out changing niche breadth of species ... Inc comp so  productivity of each species dec but can pack more in species  Inc specialization.. Make niche breadth narrow Avg prod of species Dec so more niches available Ways to add new species to a community 21. Evenness index for Simpson index Ed=N2/S Ranges from 0 to 1 Each species repd by same number of indivs 22. Gamma diversity Total number of species counted in broad geographical area 23. Beta diversity Change in community composition as you move from one place or another  Measure of rate of species change between 2 or more communities  Or measure of similarity of two communities 24. Soreson similarity index Beta diversity eq  CC=2c/(a+b) A : number of species recorded in one community B: .... In second comm  C: number of species in common to both comms 25. Greater species richness in tropically for all phylogenic lineages 26. George Simpson Notes 5 diff factors that affected diversity gradients of North American mammals  N/s gradient not smooth.. Some mammalian groups more diverse in temperate Zone Topographical trends affected by diversity  Rocky Mts and Appalachians support more species than would be at that given latitude  E/w trends existed in diversity... More species in w part of continent than e There were areas of abrupt changes associated w mt ranges  Peninsular lows exist... Fewer species present on them that's on adj continentals 27. Time hypoth Tropical areas ancient roots of diversity Longer geological history.. More speciation  Speciation occurred during ice age .... Wallace thought so too 28. Competition hypoth Greater comp in tropics so niche partitioning and character displacement/release  Niche overlap larger  29. Lack Saw example of character displacement .. Bird beak w diff size seeds  Character release when each species along on island 30. Predation hypoth Predation severe in tropics so predators keep comp exclusion from occurring .. Weak competitors go extinct 31. Jazen Pest pressure hypoth Hypoth by ___ that says specialized pests concentrate on parent tree Seeds only survive far from parent tree  Seed comp very high by parent tree 32. Disturbance hypoth Suggest moderate disturbance impedes comp exclusion so greater diversity  Intermediate disturbance amt best 33. Geographic area hypoth Greater species richness of tropics due to significantly larger land areas 34. Terborgh Saw annual air temp more uniform, high, and constant over broad range of latitudes  ... 25n to 25s lat 35. Rosenzweig Within tropic area much larger area pops could be larger  Allopatric speciation more likely 36. Forbes Published: lake as A microcosm Recognized for topical  biological comm  Lake is complex machine.. Org... Nat selection worked out species diff by nat selection so looks in  equilibrium 37. Cowles Examined long term change in plant community  Succession works in predictable manner  Dunes rarely covered by lake  Two most imp factors: physiograohy and control exerted by plants 38. Shelford and Clements Argues organismal or holistic view of communities  Species are parts and develop  comms sharply defined units where species always occurred together  Argues communities are closed... Ecological limit similar for all species in comm, always o cud  together  39. Seral stage Two patches of Same assoc similar in species comp at one point in time 40. Orgs and comms interacting parts  ... Continue thru time and develop predictable and orderly pattern... Like life and death  ... Have physiology and can reproduce... Adapt to change so in dynamic eq  Developed forest classification ... Can ID org as member of given assoc Clements ideas concerning similarity between org and organismal comm 41. Gleason Opp of Clements idea..  Individualistic comm view  Similarities btwn comm and orgs superficial  Not orderly  Species distributed Indiv  Open comm­ More of artifact from overlapping species distrib  42. Ecotones Region of rapid replacement of species along environmental gradient ... Transition zone between  two diff habitat types  Sharp in closed comms  43. Species continuum concept Within broad geographical areas species replace each other gradually along gradients of phys conds 44. Curtis  Whittaker Each species has distinct and unique locations  ___ saw gradients and a continuum on analysis of forest vegetation  ___ saw little evidence of closed comm when studying changes in species comp .. Species have  their own tolerance range 45. Old field succession Type of secondary succession where disturbance has reset comm and so succession resets comm  and starts over 46. Pioneer community and climax comm 2 endpoints of communities observed at beginning and end of succession  47. Autogenic succession Succession from biotic intxs among living orgs of community caused by plants and animals  themselves 48. Allogenic succession Caused by changes in physical or abiotic components of ecosystem 49. primary succession begins from rock/substrate.. no soil/plants 50. secondary succession when disturbance event has partially cleared/opened an envir plants/animals/soil present 51. colonizers/pioneers r selected species... well adapted for good dispersal, short life, and high reproductive rates  "weeds" 52. shade intolerant early colonizer species are usually ___ ___  53. 10­50 50­100 100 some larger trees become dominate veg after ___­__ years woody trees after __­___ mature forest after ___` 54. k selected  adapted for conds where comp is high.. larger w few seeds and repeated reprod seasons 55. climax comm final seral stage 56. allelopathy chems that inhibit growth of other plants, even own seedlings. can build up in soil c 57. clements develeoped monoclimax theory ­said climate alone det'd climax comm  ­14 diff zones in NA 58. monoclimax theory mature comm that continually replaces itself index was natural and viewd as closed comm 59. polyclimax theory tansley theory that says local climax may be goverened by variety of factors... particulary soil conds, but also climate, fire, and topography ....comms could be similar by __ 60. whittaker climax pattern theory theory that open climax comms common, composition depends on envir conds vary gradually along gradient  by ___ 61. connel and slatyer proposed 3 contrasting models as mechs that cause autogenic succession facilitation, inhibition & tolerance 62. clements facilitation model by ___ 63. facilitation theory  succession is developmental seq  ...first species makes envir less suitable for themselves succession mediated by early species  64. egler inhibition model by ___ 65. inhibition model estbl'd species tend to suppress new colonists  pioneer species make envir less susceptible for invasion by other species  succession not totally predictable and no distinct climax comm speces invasion inhibited by previous colonists until latter are killed/weakened 66. connell & slayter tolerance model model by ___ and ___  says succession leads to species most eff at using resources each species can invade new habitat equally  more eff slower growing comp species wait out short lived  67. intermed distrubance hypoth patches of undistrubed areas in climax stage allow few indivs of pioneer species to live  at climax stage  div may dec 68. plants __ determine base for food web, so affects animal types(animals passive followers) 69. riverine zonationin interplay of succession and distrubance in allogenic succession 70. riverine succession rivers and lakes/sandbar sides­>scoured site(herbs)­>short lived grasses and trees)­> at height river  doesnt cross veg changes to trees ect­> climax xomm(oak hickory maple) 71. marine envir succession small algae­>seaweed­>barnacles & mussels ­> dom species(crabs seastars) allelopathic chems disturbances 72. hariston, smith & slobodkin HSS hypth also called "world is green" hypoth that says herbivores not considered food limited so dont compete for resources  preds keep them in check plants limited by comp  "top down" control by ___ ___ and  ___ 73. top down control/trophic cascade effect indirect effects 74. by oksanen ecosystem exploitation hypoth hypoth by __ also called "world is white/yellow/green hypoth" that says low prod areas scarce. Herbs have little effect on plants, so comp high w/ them inc prod causes herb comp and top down impact on plants  carniv inc to control herbs so plants inc  75. bottom up controls changes in lower level trophic orgs alter abundance of species comp of higher levels  occurs from changes in nutrient availability/limitations and autotrophic prod of plants animals  trophic cascade has no effect 76. world is prickly and tastes bad murdoch " _____ " by ___ world is green but ... plants have chem/morph traits to make them uneatable herbs food limited, so fierce comp strong bottom up control  77. envir stress hypoth menge & sutherland hypoth that says physical disturbance, predation, and comp governed by envir stress low complexity in food web as envir becomes benign, top down strength inc  78. keystone preds top carnivore that selectively feeds on lower levels, loweing their pop size... reduces comp  exclusion/extinction 79. elim of kestones comp can cause trophic cascade and dec habitat complexity/diversity ... if this happens when species is removed then it is keystone pred  80. ecosystem engineer org that has  created, modifies, or maintains/destroys phys habitat so affects species  diversity/habitat heterogeneity  81. allogenic ecosystem engineer.. beavers & elephants  engineer type that change phys envir by transforming.. create habitat or maintain land habitats over  time  ex) ___ & ____ 82. autogenic ecosystem engineers corals  kelps/large trees engineers that change envir using parts of their phys bodies(dead and alive) create habitat for other species as they grow  ex)  83. yellowstone park area became open from elk overgrazing when wolves removed...when put back elk pop dropped &  moved back to higher elevation, veg recovered   berry plants inc, inverts inc, bears inc diet of berries  some species recovered coyoyte pop dec, antelope inc,  more beavers returned and built dams (stabilize water flow, red erosion, ret water, created riparian  habitat) 84. mustelids badgers and wolverines  85. elton said comm stability greater in more diverse comms ­pest outbreaks more common in simples  ­species go extinct ­ " invasions occur more  ­ species rich trop forests less insect outbreak  ­ numerical stability 86. numerical stability diff to maintain constant numbs of indiv in simple comms  87. macarthur said more trophic links present in comm show more stability... inc resistance to change  ­extinction doesnt effect as much if pred can change prey bc variety of choices to eat numerically stable max trophic level at connectance 88. connectance  C=L[{(S)(S­1)}/2] l= # feeding links S=species richness  max possible amt of links  from 0 to 1 high C= more stable  89. may said math model shows inc complexity reduces stability  disturbance of one species may effect others inc in diveristy may make indiv species more vulnerable but total biomass of ecosystem stabilized in  more complex ecosystem bc other species can compensate  more constant=more stable 90. equilibrium when pop size and comm S stay constant over time ­comp and pred inc in density dep fashion to reg pop size ­high resilience, species deletion stability, and persistance stability ­saturated w species so species invasion rare 91. noneq pop size vary drastically, to extinction ­density depd biotic processes...regulation rare ­ low score on all stability tyoes  ­lots of invasion ... composition changes  ­disturbances dom factors limiting/affecting comm 92. local stability tendancy of comm to return to original state after small disturbance 93. global stability ecosystem returns to orginal state after large disturbance  94. resistence ability of comm to withstand variation little change when altered measures prod/biomass 95. forest resistance  trees can withstand change in climate and sharp envir disturbances 96. factors causing resistance food storage scale of disturbance  97. resilience  speed that a disturbed system returns to original eq  rapid return=high resilience slow=low  98. resilient system may not be resistant, & vice versa 99. eq theory of island biogeography(MW theory) macarthur & wilson looked at the connection btwn island size and species # that could be supported by: 100. circular __ shaped islands are better for diversity 101. down up immigration lines curve __ on graph and extinction lines curve __ 102. S balanced when E=I species # reaches some eq & stays constant w time large islands have more niches and less extinctions closer islands have higher immg rates MW theory assumptions 103. simberloff & wilson fumigated islands to see how they were recolonized  104. tansley ecosystem ___ coined "___" as the sum total of all intxs of  a comm including among themselves and with the  envir  105. lindeman __ said ecosystems were energy transforming system to ecology ­trophic layers ­law of thermodynamics holds true for orgs in trophic levels  106. lindeman efficiency  amt of energy taken in at N lvl, relative to the amt of energy taken in by the trophic lvl below (N­1) 107. pyramid of numbers created by counting all the indivs of one trophic level... can  be inverted 108. pyramid of Energy cant be inverted(would violate law of thermodyns) amt of E produced at one lvl is greater than the lvl above less E reaches higher trophic lvls bc it is used up for work at lower lvls 109. biomass pyramid rep's mass at each trophic lvl can be inverted more biomass can be produced at producer lvl over time 110. Odums described comm as E transforming machines  Championed use of E as common currency for describing commas & ecosystems 111. Total E budget eq for an indiv C=F+U+R+Pg+Pr C=consumed E F=egested material not used (feces) U=energy lost in E content of urine R=respiration, basal met And work Pg=growth of new tissues Per=reproduction 112. Odum Wrote Fundamentals of Ecology 113. Energy budget for animal: T=NU+C T=total amt of E at one tropic lvl of food web that is available to the next NU­ unused energy not harvested at next level C= gross energy intake(amt consumed by animal) 114. Assimilated E Found by subtracting energy that remains in feces(ingested food) ­total amt ingested food 115. Metabolizable E E used for resp, growth, and reprod  M=R+P 116. Energy budget eq Thermodynamic eq that describes E flow thru indiv , pop, or community 117. Lineman efficiency The product of exploitation efficiency(EE), assimilation efficiency(AE), and net production  efficiency(NPE) 118. Exploitation efficiency Food energy ingested/energy in prey population =(C/T)x100 119. Assimilation efficiency Food E assimilated/food energy ingested =(A/C)x100 120. Net production efficiency E used in growth & reprod/food energy assimilated =(P/A)x100 121. Ecological efficiency(lindeman efficiency) E in growth and reprod/e in lower tropic lvl =(P/T)x100 122. Exploitation efficiency Inc w higher tropic lvls =(C/T)x100 123. 20% of sunlight hitting earth is absorbed by atmosphere aand 30% radiates back to space Only 1% strikes plants Other 99% drives earth processes ...but not captured and converted into ATP energy 124. Gross primary prod (GPP) Amt of e fixed by photosynth in a community 125. Net primary prod (NPP) GPP­e lost through plant respiration ... Only 1­5%s of e that strikes plants is converted into biomass by photosynth 126. Light does not limit rate of prod in terrestrial systems...exceeds saturation pts 127. Terrestrial plant prod inc w amt of evapotranspiration (measure of water in ecosystem) Length of Growing season also correlates w prod 128. N & P N before p  P __ & ___ levels limit prod in many terrestrial ecosystems __ LIMITATION occurs before __ But in tropical systems _ limits 1st 129. Light can be limiting in aquatic envirs, as well as nutrients 130. Herbivore  Carnivores __ EE ranges from 1­10%(greater than plants 1­5%) ___ EE's ranges from 10­90% 131. Physiological  ___ ecologists are particularly interested in assimilation efficiencies and production efficiencies 132. Inc Carnivores Detrivores Assimilation efficiencies tend to ___ w higher tropHic lvls AE=(A/C)x100=(R+P+U)/Cx100 Tells how well an animal is assimilating materials and quality of food the animal is eating __ have highest AE at 60­90% __ below 15%(& wood eating animals) Herbivore AE depends on part of plant eaten seeds­80% Browsers 30­60% 133. dec Prod efficiencies ___ w higher tropic lvls 134. coprophagy chew cud or produce special feces they redigest 135. endotherms orgs at higher trophic lvls w lower prod efficiency but higher assimilation efficiency 136. ectotherms orgs at lower trophic lvls w higher prod efficiency but lower respiration costs 137. 90 travel long distances endothermic carnivores use up to _% or more of their assimlated E in resp bc (2 reasons) so have low NPE 138. 1­5 5­30 ecological efficiencies for endotherms __% and %_ for ectotherms (Pprey/Ppred) x 100 139. 10% efficiency of E transfer __% of E passed to next org in food chain ...also called the  140. vitousek estiamted humans use ~20% world's terrestrial NPP 141. C:N if detrius has a high _:_ ratio, decomposition is slow ex) in peat bogs 142. herbivores microbivores/bacteriovores microbivores in almost all comms, the production of detrivores is higher than __ many detrivores are ____/___ many herbivores are actually ___ 143. resource anything we get from the phys envir to meet needs/wants 144. 80% a nonrenewable resource usually considered economically depleted when about __ of its estimated  supply is extracted and used or if it is too expensive to extract the last of it from Earth 145. pollution changes in resources due usually small amts of naturally produced pollution and additional changes  from human activity 146. human produced pollutants: concentrated in certain area artificially produced  produced in great quantities direct/indirect harmful effects  less easily decomposed by nat processes so persist in envir 147. compartments components of the nutrient cycle, including resource pools/sinks/orgs 148. flux movement of nutrients btwn compartments and their magnitudes 149. system part of universe that can be isolated and studied 150. open system exchanges factors or materials w other systems 151. closed system where one factor does not exchange w others 152. positive feedback loop where an inc in the output of a system leads to further inc in output....destabilizes system 153. negative feedback when output of a system shuts off its response... stabilizing  154. hutton theory of uniformitization...said we can predict future envir changes based on the past 155. avg residence time measure of time it takes for any/all of resources in a reservior to be moved thru the system 156. slower large systems w  long residence times are __­ to change than smaller ones 157. hubbard brook experimental forest likens amt of nutrients in flux is small in comparison to size of resource pools in ecosystems turnover rates small in undisturbed sites and nutrients are retained  experiment by __ 158. oxygen cycle largest compartment: earth crust 2nd largest: atmosphere 2 main routes of cycling: thru rock weathering & burial of organic mats 159. photosynth and breakdown of water  2 main producers of oxygen 160. ozone depletion ozone shield major component of oxygen cycle  produced from photochem rxs  90% found in stratosphere( also called ___) 161. molina and roland hypoth that CFCs are depleting ozone in stratosphere by ___ 162. fts of CFC theory: CFCs emitted in lower stratosphere very stable(100 yr residulal time) CFCs destroyed in statosphere by UV so form Cl ions that rx w ozone  ozone blocks UVB ozone formed by UVC inc in UV reaching earth is adverse affect(cancer/dec prod) 163. major emissions of chems that deplete ozone: halocarbons(CFCs)­ 83% C tetrachloride 8% methyl chloroform 5% ...methylbromide  164. each cl atom destroys ~100k mols of ozone in 1­2 yrs cl cant be removed from atmosphere easily 165. potential envir factors related to ozone depletion damage to food chains human health effects more UV 166. 1/5 ___ of sunlight striking earth is used to change water to liquid form 167. evap less than rain over land, but opp over ocean 168. 26 in avg of __ inches of rainfall per m^2 per yr turnover time for water in atmosphere is 2 weeks  169. erlich  26 __ calculated that __% of freshwater on earth is used by humans 170. 1­5billion ___ tons of CO2 added to atmosphere per yr 171. winter(high photosynth) summer high points of co2 cycle in __ and low in ___ ...connected to E flow 172. global warming various molecules in atmosphere act as heat blanket and retard heat flux into space 173. CO2, methane. nitrous oxides, CFCs, ozone important greenhouse gases 174. 450ppm 2­5 global warming effects: by 2050 CO2 lvls will be ___,  it will be warmer by __C,  wetter/drier,  water warm/dry up, floods/droughts in same areas higher sea lvl inc in storms ice sheets melting ecological comm changes  disease heat death exotic species spread diff T inc  global warming  175. plant prod would inc w higher [CO2] 176. loss changes in rainfall from global warming will cause net __ of cropland and declines in crops 177. reasons for sea level rising from global warming: thermal expansion of warming ocean waters   ice melting  178. 100 for very 1C inc in T, climate belts will shift __miles N in N hemisphere 179. nitrogen cycle Only some in s cycle cycle w many redox rxs 180. nitrification NH3­­>NO2­ ­­> NO3­ by nitrifying bac.. use ammonia 181. denitrification NO3­­> N2 use nitrates fungi 182. ammonification organic N(proteins)­­>NH3 breaks down proteins and AAs bac/fungi 183. N fixation N2­­>NH3 bluegreen bac do 90% N fixation 184. assimilation NH3/NO3­ to N(proteins) incorporate N into plants­­>animal proteins 185. dead zones from fertilizer runoff.. in ocean  186. P cycle phosphate  major limiting factor bc no atomospheric component needed for: met, reprod, & growth  primarly found as __(in bird guano/bat guano) 187. sulfur cycle has redox rxs can cause acid rain(sulfur dioxide & hydrogen sulfur) 188. acid rain rain w ph under 5.6 ...could cause lakes to drop to ph 2 189. causes of acid rain: N oxides and S dioxides formed from rx w atmospheric water vapor and oxygen pollutants in atmosphere sulfides(coal/fossil fuels) 190. buffer acid rain effects more pronounced in areas where soil/bedrock cant ___ acid input 191. acid rain in lake dissolves chems needed for life & leaves lake w water outflow ..intereferes w reprod, algae, and fish food 192. pimm __ came up w ideas of  species deletion stability and persistence stability 193. species deletion stability if one species removed in complex comm, removal of top pred bad,but removal of basal plant inc stability higher C=shorter return time more complex=more stable 194. persistence stability how long system lasts before changed to new state/eq habitat loss could cause extinction invading species cant get in(more complex=harder invasion) complex C=higher stability  195. biological comm = "community stx" S(species richness) # and type of guilds & relative abundance/dominance of orgs 196. physical comm plant type dictactes __ ___ ­components of " ": plant type, orgs, leaf types, seasonality of plants 197. tilman said inc in diversity benefits ecosystems as whole bc stabilizes system and inc prod pops in more diverse comm fluctuate more than in simple more diverse=more resistance 198. species diversity affected by: disturbance, envir heterogeneity, recruitment 199. andrewartha & birch animal comms det'd by harsh abiotic facs of phys envir(weather) 200. random process of colonization/disturbance dets presence/absence of animal species 201. disturbance any event that disrupts something  changes resources, substratum availability, phys envir 202. intermediate disturbance hypoth connell hypoth by __­ that explained trophic diversity infreq/small events­ eliminates inferior competitors(dec diversity) strong/freq­ dominant competitors elim, colonizing species w high dispersal are there(dec diversity) intermediate­ dom and colonizing there so highest div 203. huston used computer simulations to show diversity is highest w moderate disturbance too few­ competitive exclusion too freq­only seral stage weedy plants 204. sousa said disturbance forms gaps so comm div high at mid successional seq ex) overturned boulders green algae­­> one overrides others eventually    205. hutchinson Wrote "paradox of plankton" asked why so many plankton in water column constant envir change so no comp exclusion so can coexist 206. macarthur & wilson developed eq theory of island biogeography


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