CICLUL DE MAGNEZIU: CARACTERISTICI, COMPONENTE ȘI IMPORTANȚĂ - MEDIU INCONJURATOR - 2025

Ciclul de magneziu este procesul biogeochimica care descrie fluxul și transformarea magneziu între ființele de sol și de viață. Magneziul se găsește în natură mai ales în roci de calcar și marmură. Prin eroziune intră în sol, unde o parte este disponibilă pentru a fi absorbită de plante, iar prin ele ajunge pe întreaga rețea trofică.

O parte din magneziu la ființele vii revine în sol atunci când este excretat de la animale sau prin descompunerea plantelor și animalelor. În sol, o fracțiune de magneziu se pierde prin levigare, iar prin scurgere ajunge în oceane.

Imagine: deficit de magneziu la o specie de palmier. Autor: Scot Nelson la flickr.com

Ciclul de magneziu are o importanță deosebită pentru viața de pe planetă. Fotosinteza depinde de aceasta, deoarece acest mineral este o parte importantă a moleculei clorofilei. La animale este important în echilibrul neurologic și hormonal al organismului. Pe lângă faptul că este baza structurală a mușchilor și oaselor.

Caracteristici generale

Magneziul este un element chimic, al cărui simbol este Mg. Numărul său atomic este 12 și masa sa este 24.305.

Magneziul pur nu este disponibil în natură. Se găsește făcând parte din compoziția a peste 60 de minerale, cum ar fi dolomit, dolomit, magnezit, brucită, carnalită și olivină.

Magneziul este un metal ușor, moderat puternic, alb argintiu, insolubil. Este al șaptelea cel mai abundent element din scoarța terestră și al treilea cel mai abundent în apa de mare.

Magneziul constituie 0,75% din materia uscată a plantelor. Face parte din molecula clorofilei, deci este implicată în fotosinteză. De asemenea, participă la sinteza uleiurilor și proteinelor și la activitatea enzimatică a metabolismului energetic.

Componente

Ciclul global al carbonului poate fi înțeles mai bine dacă este studiat ca două cicluri mai simple, care interacționează între ele: magneziu în mediu și magneziu în ființe vii.

Magneziu în mediu

Magneziul se găsește în concentrații mari în roci de calcar și marmură. Cea mai mare parte a magneziului prezent în sol provine din eroziunea acestor tipuri de roci. Un alt aport important al magneziului în sol este astăzi îngrășăminte.

În sol, magneziul are loc sub trei forme: în soluție, în formă interschimbabilă și în formă neschimbabilă.

Soluția de magneziu în sol este disponibilă sub formă de compuși solubili. Această formă de magneziu este în echilibru cu magneziu schimbător.

Magneziul schimbabil este cel care se aderă electrostatic la particulele de argilă și materia organică. Această fracție, împreună cu magneziul din soluția de sol, constituie Mg-ul disponibil pentru plante.

Magneziul ne-schimbabil se găsește ca o componentă a mineralelor primare din sol. Face parte din rețeaua de cristal care constituie baza structurală a silicaților de sol.

Această fracțiune nu este disponibilă plantelor, deoarece procesul de degradare a mineralelor din sol are loc pe perioade lungi de timp.

Magneziul conținut în sol se pierde prin levigare, fiind mai mare în zonele cu precipitații mari și în solurile cu textură nisipoasă. Magneziul pierdut prin levigare ajunge în oceane pentru a face parte din apa mării.

O altă pierdere importantă de magneziu în sol este recolta (în agricultură). Această biomasă este consumată în afara zonei de producție și nu revine în sol sub formă de excremente.

Magneziul în viețuitoare

Magneziul absorbit de plante din sol este un cation cu două sarcini pozitive (Mg ²⁺ ). Absorbția are loc prin două mecanisme: absorbția pasivă și difuzarea.

85% din magneziu intră în instalație prin absorbție pasivă, condusă de fluxul de transpirație sau fluxul de masă. Restul de magneziu intră prin difuzie, mișcare de ioni de la zone cu concentrație mare la zone de concentrație mai mică.

Magneziul asimilat de celule depinde, pe de o parte, de concentrația sa în soluția de sol. Pe de altă parte, depinde de abundența altor cationi precum Ca ²⁺ , K ⁺ , Na ⁺ și NH ⁴⁺ care concurează cu Mg ²⁺ .

Animalele obțin magneziu atunci când consumă plante bogate în acest mineral. O parte din acest magneziu este depusă în intestinul subțire, iar restul este excretat, pentru a reveni în sol.

În celule, concentrațiile interstițiale și sistemice de magneziu liber sunt reglate prin fluxul său prin membrana plasmatică, în conformitate cu cerințele metabolice ale celulei în sine.

Acest lucru se produce prin combinarea mecanismelor de mutare (transportul ionilor în spații de depozitare sau extracelulare) și tamponare (legarea ionilor la proteine ​​și alte molecule).

Importanţă

Ciclul de magneziu este un proces esențial pentru viață. Unul dintre cele mai importante procese pentru toată viața de pe planetă, fotosinteza, depinde de fluxul acestui mineral.

Ciclul de magneziu interacționează cu alte cicluri biogeochimice, participând la echilibrul biochimic al altor elemente. Face parte din ciclul calciului și fosforului și este implicat în procesele de consolidare și fixare a acestora.

Importanța magneziului în ființele vii

La plante, magneziul este o parte structurală a moleculei de clorofilă, motiv pentru care este implicată în fotosinteză și în fixarea CO ₂ ca o coenzimă. În plus, este implicat în sinteza carbohidraților și proteinelor, precum și în descompunerea carbohidraților în acid piruvic (respirație).

La rândul său, magneziul are un efect activator asupra glutaminei sintaza, o enzimă esențială în formarea aminoacizilor cum ar fi glutamina.

La oameni și la alte animale, ionii de magneziu joacă roluri importante în activitatea coenzimei. Este implicat în formarea neurotransmițătorilor și neuromodulatorilor și în repolarizarea neuronilor. De asemenea, afectează sănătatea florei bacteriene intestinale.

La rândul său, magneziul intervine în sistemul musculo-scheletic. Este o parte importantă a compoziției oaselor. Intervine în relaxarea musculară și participă la reglarea ritmului cardiac.

Referințe

1. Campo, J., JM Maass, V J. Jaramillo și A. Martínez Yrízar. (2000). Ciclul de calciu, potasiu și magneziu într-un ecosistem forestier uscat tropical american. Biogeochimie 49: 21-36.
2. Nelson, DL și Cox, MM 2007. Lehninger: Principiile biochimiei a cincea ediție. Ediții Omega. Barcelona. 1286 p.
3. Quideau, SA, RC Graham, OA Chadwick și HB Wood. (1999). Ciclismul biogeochimic al calciului și magneziului prin Ceanothus și Chamise. Soil Science Society of America Journal 63: 1880-1888.
4. Yabe, T. și Yamaji, T. (2011) Civilizația magneziului: o sursă alternativă nouă de energie la petrol. Editorial Pan Stanford. Singapore. 147 p.
5. Colaboratorii Wikipedia. (2018, 22 decembrie). Magneziul în biologie. În Wikipedia, enciclopedia liberă. Preluat 15:19, 28 decembrie 2018, de pe wikipedia.org.
6. Göran I. Ågren, Folke și O. Andersson. (2012). Ecologia ecosistemului terestru: Principii și aplicații. Presa universitară din Cambridge.