MAGNESIUMCYKLUS: EGENSKABER, KOMPONENTER OG BETYDNING - MILJØ - 2025

Den magnesium cyklus er den biogeokemiske proces, der beskriver strømningen og transformation af magnesium mellem jorden og levende væsener. Magnesium findes hovedsageligt i naturen i kalksten og marmor klipper. Ved erosion kommer den ind i jorden, hvor en del er tilgængelig til at blive optaget af planter, og gennem dem når den hele trofiske bane.

En del af magnesiumet i levende væsener vender tilbage til jorden, når det udskilles fra dyr eller ved nedbrydning af planter og dyr. I jorden går en brøkdel af magnesium tabt ved udvaskning, og ved afstrømning når den oceanerne.

Billede: Magnesiummangel hos en palmesort. Forfatter: Scot Nelson på flickr.com

Magnesiumcyklus er af stor betydning for livet på planeten. Fotosyntese afhænger af den, da dette mineral er en vigtig del af chlorophyllmolekylet. Hos dyr er det vigtigt i den neurologiske og hormonelle balance i kroppen. Ud over at være den strukturelle base af muskler og knogler.

Generelle karakteristika

Magnesium er et kemisk element, hvis symbol er Mg. Dets atomnummer er 12 og dens masse er 24.305.

Rent magnesium er ikke tilgængeligt i naturen. Det findes, at det er en del af sammensætningen af ​​mere end 60 mineraler, såsom dolomit, dolomit, magnesit, brucite, carnalite og olivin.

Magnesium er et let, moderat stærkt, sølvfarvet, uopløseligt metal. Det er det syvende mest rigelige element i jordskorpen og det tredje mest rigelige i havvand.

Magnesium udgør 0,75% af planternes tørstof. Det er en del af chlorophyllmolekylet, så det er involveret i fotosyntesen. Det deltager også i syntesen af ​​olier og proteiner og i den enzymatiske aktivitet af energimetabolisme.

komponenter

Den globale kulstofcyklus kan forstås bedre, hvis den studeres som to enklere cyklusser, der interagerer med hinanden: magnesium i miljøet og magnesium i levende ting.

Magnesium i miljøet

Magnesium findes i høje koncentrationer i kalksten og marmorarter. Det meste af magnesium, der findes i jorden, kommer fra erosionen af ​​disse klippetyper. Et andet vigtigt input af magnesium til jorden i dag er gødning.

I jorden forekommer magnesium i tre former: i opløsning, i udskiftelig form og i ikke-udskiftelig form.

Magnesium i jordopløsning fås i form af opløselige forbindelser. Denne form for magnesium er i balance med udskifteligt magnesium.

Det udskiftelige magnesium er det, der elektrostatisk klæbes til lerpartiklerne og organiske stoffer. Denne fraktion udgør sammen med magnesium i jordopløsningen det Mg, der er tilgængeligt for planter.

Ikke-udskifteligt magnesium findes som en bestanddel af primære jordmineraler. Det er en del af krystalnetværket, der udgør den strukturelle base af jordsilicater.

Denne fraktion er ikke tilgængelig for planter, fordi nedbrydningsprocessen af ​​jordmineraler forekommer over lang tid.

Magnesiumet, der er indeholdt i jorden, går tabt ved udvaskning, er højere i områder med meget regn og i jordbund med en sandet struktur. Magnesium tabt gennem udvaskning når oceanerne for at udgøre en del af havvand.

Et andet vigtigt tab af magnesium i jorden er høsten (i landbruget). Denne biomasse forbruges uden for produktionsområdet og vender ikke tilbage til jorden i form af udskillelse.

Magnesium i levende ting

Magnesium, der absorberes af planter fra jorden, er en kation med to positive ladninger (Mg ²⁺). Absorption sker gennem to mekanismer: passiv absorption og diffusion.

85% magnesium kommer ind i planten gennem passiv absorption, drevet af transpirationsstrømmen eller massestrømmen. Resten af ​​magnesium kommer ind ved diffusion, bevægelse af ioner fra områder med høj koncentration til områder med lavere koncentration.

Magnesiumassimileret af celler afhænger på den ene side af dets koncentration i jordopløsningen. På den anden side afhænger det af mængden af ​​andre kationer, såsom Ca ²⁺, K ⁺, Na ⁺ og NH ^4+, som konkurrerer med Mg ²⁺.

Dyr får magnesium, når de spiser planter, der er rige på dette mineral. En del af dette magnesium afsættes i tyndtarmen, og resten udskilles for at vende tilbage til jorden.

I celler reguleres de interstitielle og systemiske koncentrationer af frit magnesium gennem dens flux gennem plasmamembranen i overensstemmelse med de celle metaboliske krav.

Dette sker ved at kombinere mekanismerne til lyddæmpning (transport af ioner til opbevaring eller ekstracellulære rum) og buffering (binding af ioner til proteiner og andre molekyler).

Betydning

Magnesiumcyklus er en vigtig proces for livet. En af de vigtigste processer for alt liv på planeten, fotosyntesen, afhænger af strømmen af ​​dette mineral.

Magnesiumcyklus interagerer med andre biogeokemiske cyklusser og deltager i den biokemiske balance mellem andre elementer. Det er en del af calcium- og fosforcyklussen og er involveret i deres styrkelse og fikseringsprocesser.

Betydningen af ​​magnesium i levende væsener

I planter er magnesium en strukturel del af chlorophyllmolekylet, hvorfor det er involveret i fotosyntesen og i fikseringen af ​​CO ₂ som et koenzym. Derudover er det involveret i syntese af kulhydrater og proteiner samt i opdelingen af ​​kulhydrater til pyruvinsyre (respiration).

Til gengæld har magnesium en aktiverende virkning på glutaminsyntetase, et essentielt enzym i dannelsen af ​​aminosyrer, såsom glutamin.

Hos mennesker og andre dyr spiller magnesiumioner vigtige roller i coenzymaktivitet. Det er involveret i dannelsen af ​​neurotransmittere og neuromodulatorer og i repolarisering af neuroner. Det påvirker også sundheden for tarmbakteriel flora.

På sin side griber magnesium ind i muskuloskeletalsystemet. Det er en vigtig del af knoglesammensætningen. Det griber ind i muskelafslapning og deltager i reguleringen af ​​hjerterytmen.

Referencer

1. Campo, J., JM Maass, V J. Jaramillo og A. Martínez Yrízar. (2000). Kalk-, kalium- og magnesiumcykling i et meksikansk tropisk økosystem med tørt skov. Biogeokemi 49: 21-36.
2. Nelson, DL og Cox, MM 2007. Lehninger: Principles of Biochemistry Femte udgave. Omega-udgaver. Barcelona. 1286 s.
3. Quideau, SA, RC Graham, OA Chadwick og HB Wood. (1999). Biogeokemisk cykling af calcium og magnesium af Ceanothus og Chamise. Soil Science Society of America Journal 63: 1880–1888.
4. Yabe, T. og Yamaji, T. (2011) Magnesium Civilization: En alternativ ny energikilde til olie. Redaktionel Pan Stanford. Singapore. 147 s.
5. Wikipedia-bidragydere. (2018, 22. december). Magnesium i biologi. På Wikipedia, The Free Encyclopedia. Hentet 15:19, 28. december 2018, fra wikipedia.org.
6. Göran I. Ågren, Folke og O. Andersson. (2012). Terrestrisk økosystemøkologi: Principper og anvendelser. Cambridge University Press.