Para la autopoyesis y desarrollo de los organismos vivientes hay demanda de materiales esenciales. La cantidad de materiales esenciales exigidos varía con las especies y las situaciones. “En condiciones de estado constante, el material esencial disponible en cantidades que más se aproximan al mínimo crítico necesario propenderá a ser el material limitativo. Esta ‘Ley’ del mínimo es menos aplicable en condiciones de estado transitorio, en que las cantidades de muchos de los elementos constitutivos, y por consiguiente sus efectos, cambian rápidamente”. Esta “Ley” del mínimo se ha denominado de Liebig en homenaje a Justus Liebig que en 1840 hizo los primeros estudios de los efectos de diversos factores sobre el desarrollo de las plantas, señalando que el rendimiento de los cultivos estaba limitado a menudo no por los elementos nutritivos necesitados en grandes cantidades y si por los elementos demandados en pequeñas magnitudes. Otros autores extienden estos factores limitativos mínimos a agentes físicos y el tiempo, aunque E.P. Odum expresa, “que, para evitar confusiones, convendría remitirse a los materiales químicos (oxígeno, fósforo, etc.)”.
Estudios posteriores han demostrado que la “Ley” del mínimo funcionaría en condiciones de estado estable, cuando las entradas de energía y materiales compensan las salidas. Por lo tanto, la “Ley” del mínimo regiría en velocidades estables o en variaciones de velocidad de ingresos y salidas, que no afecten las concentraciones de los elementos constitutivos en magnitudes de máxima y mínima exigibles, para la continuidad del desarrollo fisiológico y la reproducción, de acuerdo con su sentido inicial. Con la eutrofización de origen cultural se produce un estado altamente inestable que implica fuertes oscilaciones de distintos componentes y rotación sincrónica o diacrónica de diferentes factores limitativos.
También se debe considerar que la “Ley” del mínimo puede ser modificada por el factor de interacción que se origina en la alta concentración de una sustancia, en la disponibilidad activa de algún elemento, o en la acción de otro factor que modifican la intensidad de los efectos y reacciones que produce dicho factor, considerado factor limitativo en la situación dada.
La subsistencia y desarrollo de un organismo dependen de un conjunto de condiciones.
Los problemas para esta subsistencia y desarrollo se pueden originar en la deficiencia o en el exceso de la cantidad y calidad de los factores intervinientes, cada organismo tiene límites de tolerancia ante el aumento o disminución de los otros componentes abióticos y bióticos. Esta “Ley” de la tolerancia de Shelford nos indica que el perjuicio o muerte del organismo no solo se puede producir por la escasez, sino también por la abundancia de factores materiales o energéticos del ambiente. La tolerancia del organismo varía según los factores, mientras que para algunos factores puede ser amplia, para otros factores suele ser baja. Los organismos con mayores posibilidades de prosperar son aquellos con límite de tolerancia amplia para todos los factores.
También en estos casos, existe un factor de interacción, ya que, si uno de los factores ecológicos de una especie es deficiente, puede disminuir la tolerancia máxima o mínima de esa especie para otros factores. En muchos casos acciones recíprocas entre las poblaciones como competición, rapacidad, parasitismo, etc. impiden que los organismos se aprovechen de las condiciones físicas óptimas. En el período de reproducción los factores ambientales pueden incrementar su capacidad limitativa, los límites de tolerancia suelen ser más angostos en esa etapa para semillas, huevos, embriones, retoños y larvas que para plantas y animales que no reproducen. Estos límites de tolerancia también se modifican, en las condiciones señaladas, para los seres humanos.
La actividad de adaptación de los organismos, así como modifica el ambiente y sus componentes, también produce cambios en los factores limitativos, ampliando o reduciendo los límites de tolerancia. Esta compensación de factores por la actividad de los organismos a través del tiempo es particularmente eficaz a nivel de comunidad, pero también se puede observar en el seno de las especies. Las características estenotermaleuritermal, estenohídricoeurihídrico, estenohalinoeurihalino, estenofágicoeurifágico, estenoecioeuriecio, etc. de los factores limitativos se verifican como propiedades interactivas y relativas. Las especies que ocupan grandes extensiones geográficas, desarrollan por lo general, poblaciones localmente adaptadas que se designan con el nombre de Ecotipos. Ecotipos que poseen grado óptimos y límites de tolerancia adaptados a las condiciones del lugar, lo que, en muchos casos, es causa del fracaso de los trasplantes de individuos de la misma especie que provienen de otras zonas.