В середине прошлого века немецкий физиолог Либих показал, что растения можно выращивать на синтетических средах и что для обеспечения нормального роста необходимо известное число химических элементов.
Ю. Либиха обычно считают химиком, хотя его работы явились огромным вкладом в физиологию растений.
Одни из них должны находиться в среде в очень больших количествах, другие в малых, а третьи вообще в виде следов. И что особенно важно: одни элементы не могут быть заменены другими, среда, содержащая все элементы в изобилии, кроме одного, обеспечивает рост растения лишь до того момента, пока количество последнего не будет исчерпано. Рост ограничивается, таким образом, нехваткой единственного элемента, количество которого было ниже необходимого минимума. Данное открытие Либих назвал законом минимума. Этот закон, сформулированный применительно к химическим факторам, имеет более общее значение и играет важную роль в аутэкологии. Для жизни и процветания организмов необходимо наличие определенной совокупности условий. Если все условия оказываются благоприятными, за исключением одного, проявленного недостаточно, то в этом случае это последнее условие, называемое лимитирующим (ограничивающим) фактором, приобретает решающее значение для жизни или смерти рассматриваемого организма, а следовательно, его присутствия или отсутствия в данной среде.
Очень часто фактор среды, особенно абиотический, например температура, переносится организмом лишь в определенных пределах. Так, животные гибнут, если температура среды слишком низка или слишком высока. Когда температура приближается к этим пределам, животные испытывают либо холод, либо жару и их жизненная активность падает. В среде, где температура держится близко к этим границам, животные встречаются редко. Они все более распространяются по мере того, как температура приближается к среднему значению, которое будет оптимумом для данного животного. Эта закономерность может быть перенесена на любой другой фактор. Подчас смертельно лишь предельное значение фактора: многие животные, например, в течение всей жизни великолепно переносят повышенную влажность.
Для жизни некоторых организмов требуются условия, ограниченные узкими пределами. Такие организмы носят название стеноэков. Другие, наоборот, приспосабливаются к гораздо более изменчивым условиям. Эти менее требовательные организмы называют эвриэками. Экологическая валентность организма представляет собой его способность заселять разнообразные среды. У стеноэков она незначительна, у эвриэков, наоборот, высока. По отношению к частным факторам среды используют аналогичные термины, начинающиеся с той же приставки. Например, животное, способное выносить резкие колебания температуры, называют эвритермным; животное, способное жить лишь в узких температурных границах, называют стенотермным. В равной мере животное может быть эвригигридным или стеногигридным в зависимости от его реакции на колебания влажности, эвригалинным и стеногалинным — в зависимости от способности переносить изменения солености и т. д. Экологическая валентность организма часто изменяется при переходе от одной стадии развития к другой; часто молодые животные оказываются более уязвимыми и более требовательными к условиям среды, чем взрослые.
Среди абиотических факторов, действующих на живые существа, на первое место должны быть поставлены такие имеющие универсальное значение факторы, как климатические; затем идут факторы почвенные, или эдафические, важные для обитающих в почве животных; и факторы водной среды, или гидрографические, играющие решающую роль в жизни водных обитателей.