Come ha detto Harry Callahan nel film Magnum Force, "Un uomo deve conoscere i suoi limiti". Gli organismi di tutto il mondo potrebbero non sapere, ma possono percepire spesso, la loro tolleranza - i limiti della loro capacità di resistere ai cambiamenti in un ambiente o ecosistema. La capacità di un organismo di tollerare i cambiamenti può influire sia sulla sua capacità di sopravvivere e riprodursi in un ecosistema esistente che sulla sua capacità di spostarsi verso nuovi ecosistemi.

Fattori abiotici

Tutti gli organismi hanno adattamenti che consentono loro di sopravvivere in determinate condizioni nei loro ambienti o ecosistemi. Alcuni dei fattori abiotici, o non viventi, che influenzano la capacità di sopravvivenza degli organismi includono temperatura, disponibilità di luce, tipo di suolo, acqua, livelli di salinità del suolo o dell'acqua, ossigeno, acidità /alcalinità (livelli di pH) del suolo o dell'acqua, nutrienti inorganici livelli, altre sostanze chimiche, radiazioni, variazioni stagionali della temperatura e del tempo, pressione del vento, dell'aria o dell'acqua, onde oceaniche, caratteristiche topografiche e altitudine. Nell'oceano, la pressione idrostatica diventa un fattore che limita il tipo di creature che possono sopravvivere a grandi profondità. Nelle aree montuose, la disponibilità di ossigeno nell'atmosfera può essere ridotta, il che si riflette nella fisiologia degli organismi che vivono lì.

Fattori biotici

I fattori biotici, o viventi, possono anche influenzare la vita di un organismo capacità di sopravvivere in un ecosistema. Includono disponibilità di cibo, competizione con altri organismi, disponibilità di copertura vegetale, predazione, malattia, parassitismo, affollamento, frammentazione dell'habitat e presenza di popolazioni umane. Una mancanza di alberi può colpire popolazioni di uccelli o altri organismi arborei, che possono contare sulla copertura dell'albero per nidificare e nascondersi dai predatori. Alcuni fattori biotici influenzano anche i fattori abiotici, come le piante che crescono più alte delle piante concorrenti e bloccano la luce solare, o la mancanza di materia organica in decomposizione o di batteri che fissano l'azoto che porta a bassi livelli di azoto nel suolo.

Intervallo di tolleranza

L'intervallo di variazione sotto il quale una specie può funzionare e riprodursi è chiamato intervallo di tolleranza. Alcuni organismi possiedono una vasta gamma di tolleranza per alcune condizioni ambientali, ma la maggior parte sopravvive al meglio in un intervallo più ristretto chiamato il loro intervallo ottimale. Poiché le condizioni in un ambiente si allontanano ulteriormente dalla gamma ottimale per una specie, le popolazioni di quella specie tendono a ridursi. Le specie che tollerano un ristretto intervallo di condizioni per uno specifico fattore ambientale possono avere un nome con il prefisso "steno-", come le stenohaline, che possono tollerare solo un ristretto intervallo di salinità. Quegli organismi che tollerano una vasta gamma di condizioni hanno il prefisso "eury-", come gli euromerici, che possono prosperare in una vasta gamma di ambienti. I pesci negli estuari, dove i livelli di sale nell'acqua possono variare, sono eurialine. Le specie introdotte che superano le specie autoctone potrebbero avere il vantaggio di una gamma più ampia di tolleranza rispetto alle specie native. Quando le attività umane - compresa la distruzione dell'habitat, la combustione di combustibili fossili e l'inquinamento - alterano un ambiente, possono mettere alla prova i limiti di tolleranza di alcune specie oltre la loro capacità di sopravvivere; può causare la morte o addirittura l'estinzione delle specie.

Gli estremofili

Alcuni organismi, chiamati estremofili, si sono adattati a sopravvivere in ambienti che la stragrande maggioranza degli altri organismi sulla Terra non potevano tollerare. Gli acidofili vivono a livelli di pH molto bassi, endoliti all'interno delle rocce o nei pori tra grani minerali, alofili in salinità estremamente elevata, anaerobi in assenza di ossigeno, psicofili a temperature di 15 gradi Celsius o inferiori, barofili a pressione idrostatica estremamente elevata e xerofili in luoghi con quasi nessuna acqua. Stranamente, gli estremofili possono avere una ristretta gamma di tolleranza. Per esempio, gli anaerobi obbligati non possono crescere in un ambiente quando l'ossigeno è presente, e alcuni addirittura moriranno.