Більшість живих організмів мешкає у достатньо вузькому діапазоні коливань чинників довкілля (температура 0-50°С, достатня кількість рідкої вологи, атмосферний тиск – близько 1 атмосфери тощо). Проте, у межах біосфери є місця, де більшість організмів існувати не здатні через наявність специфічних умов. Завдяки еволюційній адаптації у них сформувалися унікальні пристосування, які дозволяють успішно існувати у такому довкіллі. В залежності від екстремального чинника, такі організми називають –фільними: термофільними (існують за умов високої температури), кріофільними (за умов низької температури), галофільними (за умов високої солоності). Організми, які виразно уникають зон з близькими до екстремальних значень екологічних факторів, називають –фобними: кріофобні, гідрофобні, антропофобні тощо.
Порівняння позиції та меж витривалості 8 видів рослин на умовній екологічній шкалі, яка відображає градієнт зволоження грунту (екологічна ординація видів):
ефедра та ковила – посуховитривалі; бук, копитняк та мох дикран – вологолюбні; глечики жовті – гідрофіт. Лобода та очерет – евритопні види.
Отже, для кожного виду можна встановити діапазон за певним фактором, в яких він може снувати. Порівняння окремих видів за шириною зони толерантності показує їх відносну пристосованість до дії окремого чинника середовища. Відповідно відносну ширину зони толерантності описують поняттям екологічна валентність – здатність живого організму існувати в обмеженому діапазоні значень даного екологічного фактору.
Рослина-галофіл Salicornia europaea, що росте на солончаках та яскраві кольори термофільних бактерій гарячого Великого призматичного джерела (Єлоустонський національний парк)
Адаптація живих організмів можлива лише у певних межах дії чинників довкілля, які здатні компенсуватися спеціальними реакціями організму з забезпечення гомеостазу. Якщо умови середовища виходять за межі адаптивних можливостей організму, то підтримання стану гомеостазу стає неможливим і він гине (або тікає, якщо може!).
Досліджуючи розмноження та поширення комах в різних кліматичних умовах, американський зоолог Віктор Ернест Шелфорд встановив, що життєдіяльність організму можлива лише в певних межах значень екологічного чинника. За межами цих значень (як мінімального, так і максимального) існування організму неможливе (визначення за Oxford Reference). Межі значень екологічного чинника, в яких можливо існування даного організму, відповідають його зоні толерантності (або зоні витривалості). Тому цей закон отримав назву – закон толерантності Шелфорда.
3.6 ЗАКОН ТОЛЕРАНТНОСТІ В. ШЕЛФОРДА
Організми з широкою екологічною валентністю називають еврибіонтами. Якщо екологічна валентність вужча – кажуть про стенобіонтів. Можна застосовувати терміни, які характеризують екологічну валентність по відношенню до певного екологічного фактору. Наприклад, види, які характеризуються вузькою зоною толерантності за температурним фактором – стенотермні види, а з широкою – евритермні. Слід підкреслити, що про еври- або стенобіонтність можна казати лише у порівняльному аспекті, коли співставляють окремі види за зоною толерантності.