MAGNESESYKLI: OMINAISUUDET, KOMPONENTIT JA MERKITYS - YMPÄRISTÖ - 2026

Magnesium sykli on biogeokemiallinen prosessi, joka kuvaa virtauksen ja muutos magnesiumin välillä maaperän ja elävien olentojen. Magnesiumia esiintyy luonnossa pääasiassa kalkkikivessä ja marmorikivissa. Eroosion kautta se pääsee maaperään, jossa osa on käytettävissä kasvien imeytymistä varten, ja saavuttaa niiden kautta koko troofisen rainan.

Osa elävien olentojen magnesiumista palaa maaperään, kun se erittyy eläimistä tai hajottamalla kasveja ja eläimiä. Maaperässä murtuvuus magnesiumista menetetään uuttamalla ja valumalla se saavuttaa valtameret.

Kuva: magnesiumin puutos palmulajeissa. Kirjoittaja: Scot Nelson osoitteessa flickr.com

Magnesiumkierrolla on suuri merkitys planeetan elämälle. Fotosynteesi riippuu siitä, koska tämä mineraali on tärkeä osa klorofyylimolekyyliä. Eläimillä se on tärkeä kehon neurologisessa ja hormonitasapainossa. Sen lisäksi, että se on lihaksen ja luiden rakenteellinen perusta.

Yleispiirteet, yleiset piirteet

Magnesium on kemiallinen alkuaine, jonka symboli on Mg. Sen atominumero on 12 ja massa on 24.305.

Puhdasta magnesiumia ei ole saatavana luonnossa. Sen havaitaan muodostavan osan yli 60 mineraalin, kuten dolomiitin, dolomiitin, magnesiitin, brusiitin, karnaliitin ja oliviinin, koostumuksesta.

Magnesium on kevyt, kohtalaisen vahva, hopeanvalkoinen, liukenematon metalli. Se on seitsemänneksi yleisin maapallonkuoren elementti ja kolmanneksi runsain merivedessä.

Magnesiumin osuus kasvien kuiva-aineesta on 0,75%. Se on osa klorofyylimolekyyliä, joten se osallistuu fotosynteesiin. Se osallistuu myös öljyjen ja proteiinien synteesiin ja energian metabolian entsymaattisiin aktiivisuuksiin.

komponentit

Globaali hiilisykli voidaan ymmärtää paremmin, jos sitä tutkitaan kahdena yksinkertaisempana sykliä, jotka ovat vuorovaikutuksessa keskenään: ympäristön magnesium ja elävien esineiden magnesium.

Ympäristössä oleva magnesium

Magnesiumia esiintyy korkeissa pitoisuuksissa kalkkikivessä ja marmorikivissa. Suurin osa maaperän magnesiumista tulee tämän tyyppisten kivien eroosiosta. Toinen tärkeä magnesiumin lisäys maaperään on nykyään lannoitteet.

Maaperässä magnesiumia esiintyy kolmessa muodossa: liuoksessa, vaihdettavassa muodossa ja ei-vaihdettavassa muodossa.

Maaperän liuoksessa olevaa magnesiumia on saatavana liukoisten yhdisteiden muodossa. Tämä magnesiumin muoto on tasapainossa vaihdettavan magnesiumin kanssa.

Vaihdettava magnesium on se, joka tarttuu sähköstaattisesti savihiukkasiin ja orgaanisiin aineisiin. Tämä fraktio yhdessä maaperän liuoksessa olevan magnesiumin kanssa muodostaa kasvien käytettävissä olevan Mg: n.

Vaihtamatonta magnesiumia löytyy primaaristen maaperän mineraalien komponentiksi. Se on osa kideverkkoa, joka muodostaa maaperän silikaattien rakenteellisen pohjan.

Tätä fraktiota ei ole saatavana kasveille, koska maaperän mineraalien hajoamisprosessi tapahtuu pitkän ajanjakson ajan.

Maaperän sisältämä magnesium häviää huuhtoutumalla. Se on korkeampaa alueilla, joissa on paljon sadetta ja maaperässä, jolla on hiekkainen rakenne. Uuttumisen vuoksi menetetty magnesium saapuu valtameriin ja muodostaa osan merivedestä.

Toinen tärkeä magnesiumin menetys maaperässä on sato (maataloudessa). Tämä biomassa kulutetaan tuotantoalueen ulkopuolella, eikä se palaudu maaperään eritteiden muodossa.

Magnesium elävissä asioissa

Kasvien maaperän absorboima magnesium on kationi, jolla on kaksi positiivista varausta (Mg ²⁺). Imeytyminen tapahtuu kahden mekanismin kautta: passiivinen imeytyminen ja diffuusio.

85% magnesiumista kulkeutuu kasviin passiivisen imeytymisen kautta, jota johtaa transpiraatiovirran tai massavirran kautta. Loppuosa magnesiumista kulkeutuu diffuusiolla, ionien liikkuessa korkean pitoisuuden alueilta pienemmän pitoisuuden alueille.

Solujen omaksuma magnesium riippuu toisaalta sen pitoisuudesta maaperäisessä liuoksessa. Toisaalta, se riippuu monien muiden kationien, kuten Ca ²⁺, K ⁺, Na ⁺ ja NH ⁴⁺, runsaudesta, jotka kilpailevat Mg ^{2+: n kanssa}.

Eläimet saavat magnesiumia kuluttaessaan runsaasti tätä mineraaleja sisältäviä kasveja. Osa tästä magnesiumista talletuu ohutsuoleen ja lopullinen erittyy palaamaan maaperään.

Soluissa vapaan magnesiumin interstitiaalisia ja systeemisiä pitoisuuksia säädellään sen fluxin kautta plasmakalvon läpi, itse solun metabolisten tarpeiden mukaisesti.

Tämä tapahtuu yhdistämällä vaimennusmekanismit (ionien kuljettaminen säilytys- tai solunulkoisiin tiloihin) ja puskurointi (ionien sitoutuminen proteiineihin ja muihin molekyyleihin).

Merkitys

Magnesiumkierros on elintärkeä prosessi. Yksi tämän planeetan elämän tärkeimmistä prosesseista, fotosynteesi, riippuu tämän mineraalin virtauksesta.

Magnesiumsykli on vuorovaikutuksessa muiden biogeokemiallisten syklien kanssa osallistumalla muiden alkuaineiden biokemialliseen tasapainoon. Se on osa kalsium- ja fosforisykliä ja osallistuu niiden vahvistamis- ja kiinnitysprosesseihin.

Magnesiumin merkitys eläville olennoille

Kasveissa, magnesium on rakenteellinen osa klorofylli molekyyli, minkä vuoksi se on mukana fotosynteesin ja kiinnittäminen CO ₂ koentsyymi. Lisäksi se osallistuu hiilihydraattien ja proteiinien synteesiin, samoin kuin hiilihydraattien hajoamiseen pyruviinihapoksi (hengitys).

Magnesiumilla puolestaan ​​on aktivoiva vaikutus glutamiinisyntetaasiin, välttämättömään entsyymiin aminohappojen, kuten glutamiinin, muodostuksessa.

Ihmisillä ja muilla eläimillä magnesiumioneilla on tärkeä rooli koentsyymiaktiivisuudessa. Se osallistuu välittäjäaineiden ja neuromodulaattorien muodostumiseen ja hermosolujen repolarisaatioon. Se vaikuttaa myös suoliston bakteeriflooran terveyteen.

Puolestaan, magnesium puuttuu tuki- ja liikuntaelimiin. Se on tärkeä osa luiden koostumusta. Se osallistuu lihasten rentoutumiseen ja osallistuu sykkeen säätelyyn.

Viitteet

1. Campo, J., JM Maass, V J. Jaramillo ja A. Martínez Yrízar. (2000). Kalsiumin, kaliumin ja magnesiumin pyöräily Meksikon trooppisen kuivametsän ekosysteemissä. Biogeochemistry 49: 21-36.
2. Nelson, DL ja Cox, MM 2007. Lehninger: Biokemian periaatteet, viides painos. Omega-lehdet. Barcelonassa. 1286 s.
3. Quideau, SA, RC Graham, OA Chadwick ja HB Wood. (1999). Ceanothus ja Chamise: n kalsiumin ja magnesiumin biogeokemiallinen kierrätys. Soil Science Society of America, lehti 63: 1880–1888.
4. Yabe, T. ja Yamaji, T. (2011) Magnesivilisaatio: vaihtoehtoinen uusi energialähde öljylle. Toimituksellinen Pan Stanford. Singaporessa. 147 s.
5. Wikipedian avustajat. (2018, 22. joulukuuta). Magnesium biologiassa. Wikipediassa, Vapaa tietosanakirja. Haettu 15:19, 28. joulukuuta 2018, osoitteesta wikipedia.org.
6. Göran I. Ågren, Folke ja O. Andersson. (2012). Maan ekosysteemin ekologia: Periaatteet ja sovellukset. Cambridge University Press.