Χαρακτηριστικά κύκλου μαγνησίου, συστατικά και σημασία

Το κύκλου μαγνησίου είναι η βιογεωχημική διαδικασία που περιγράφει τη ροή και το μετασχηματισμό μαγνησίου μεταξύ εδάφους και ζωντανών όντων. Το μαγνήσιο βρίσκεται στη φύση κυρίως σε ασβεστόλιθους και μαρμάρινα πετρώματα. Με διάβρωση εισέρχεται στο χώμα, όπου υπάρχει ένα μέρος που είναι απορροφημένο από τα φυτά και μέσω αυτών φτάνει σε ολόκληρο τον τροφικό ιστό.

Ένα μέρος του μαγνησίου στα ζωντανά όντα επιστρέφει στο έδαφος όταν εκκρίνεται από το ζώο ή με αποσύνθεση φυτών και ζώων. Στο έδαφος, ένα κλάσμα μαγνησίου χάνεται με απόπλυση, και με απορροή φτάνει στους ωκεανούς.

Ο κύκλος του μαγνησίου έχει μεγάλη σημασία για τη ζωή στον πλανήτη. Η φωτοσύνθεση εξαρτάται από αυτήν, καθώς αυτό το ορυκτό είναι ένα σημαντικό μέρος του μορίου της χλωροφύλλης. Στα ζώα είναι σημαντικό στη νευρολογική και ορμονική ισορροπία του οργανισμού. Εκτός από τη δομική βάση των μυών και των οστών.

Ευρετήριο

• 1 Γενικά χαρακτηριστικά
• 2 Εξαρτήματα
  • 2.1 Μαγνήσιο στο περιβάλλον
  • 2.2 Μαγνήσιο σε ζωντανά όντα
• 3 Σημασία
  • 3.1 Σημασία του μαγνησίου στα έμβια όντα
• 4 Αναφορές

Γενικά χαρακτηριστικά

Το μαγνήσιο είναι ένα χημικό στοιχείο, το σύμβολο του οποίου είναι Mg. Ο ατομικός αριθμός του είναι 12 και η μάζα του είναι 24,305.

Το καθαρό μαγνήσιο δεν είναι διαθέσιμο στη φύση. Είναι μέρος της σύνθεσης περισσότερων από 60 ορυκτών, όπως δολομίτης, δολομίτης, μαγνησίτης, βρουκίτης, καρβαλλίτης και ολιβίνη.

Το μαγνήσιο είναι ελαφρύ μέταλλο, μεσαίο, ασημένιο λευκό και αδιάλυτο. Είναι το έβδομο πιο άφθονο στοιχείο στο φλοιό της γης και το τρίτο πιο άφθονο σε θαλασσινό νερό.

Το μαγνήσιο αποτελεί το 0,75% της ξηράς ουσίας των φυτών. Είναι μέρος του μορίου της χλωροφύλλης και έτσι παρεμβαίνει στη φωτοσύνθεση. Συμμετέχει επίσης στη σύνθεση των ελαίων και των πρωτεϊνών και στην ενζυματική δραστηριότητα του ενεργειακού μεταβολισμού.

Εξαρτήματα

Ο παγκόσμιος κύκλος άνθρακα μπορεί να γίνει καλύτερα κατανοητός αν μελετήσετε δύο απλούστερους κύκλους που αλληλεπιδρούν μεταξύ τους: το μαγνήσιο στο περιβάλλον και το μαγνήσιο στα ζωντανά πράγματα.

Μαγνήσιο στο περιβάλλον

Το μαγνήσιο βρίσκεται σε υψηλές συγκεντρώσεις σε ασβεστόλιθους και μαρμάρινους βράχους. Το μεγαλύτερο μέρος του μαγνησίου που υπάρχει στο έδαφος προέρχεται από τη διάβρωση αυτού του τύπου βράχου. Μια άλλη σημαντική εισαγωγή μαγνησίου στο έδαφος προς το παρόν είναι τα λιπάσματα.

Στο έδαφος, το μαγνήσιο έρχεται σε τρεις μορφές: σε διάλυμα, εναλλακτικά και σε μη εναλλασσόμενη μορφή.

Το μαγνήσιο στο διάλυμα του εδάφους είναι διαθέσιμο με τη μορφή διαλυτών ενώσεων. Αυτή η μορφή μαγνησίου βρίσκεται σε ισορροπία με το εναλλάξιμο μαγνήσιο.

Το ανταλλάξιμο μαγνήσιο είναι αυτό που προσκολλάται ηλεκτροστατικά στα σωματίδια της αργίλου και της οργανικής ύλης. Αυτό το κλάσμα, μαζί με το μαγνήσιο στο διάλυμα εδάφους, αποτελεί το Mg που διατίθεται για τα φυτά.

Το μη ανταλλάξιμο μαγνήσιο βρίσκεται ως συστατικό των πρωτογενών ορυκτών στο έδαφος. Είναι μέρος του δικτύου των κρυστάλλων που αποτελεί τη δομική βάση των πυριτικών εδαφών.

Αυτό το κλάσμα δεν είναι διαθέσιμο για τα φυτά, επειδή η διαδικασία υποβάθμισης των ορυκτών του εδάφους εμφανίζεται για μεγάλες χρονικές περιόδους.

Το μαγνήσιο που περιέχεται στο έδαφος χάνεται με απόπλυση, είναι υψηλότερο σε περιοχές με υψηλές βροχοπτώσεις και αμμώδη εδάφη. Το μαγνήσιο που χάθηκε μέσω της έκπλυσης φθάνει στους ωκεανούς για να αποτελέσει μέρος του θαλασσινού νερού.

Μια άλλη σημαντική απώλεια μαγνησίου στο έδαφος είναι η συγκομιδή (στη γεωργία). Αυτή η βιομάζα καταναλώνεται εκτός της ζώνης παραγωγής και δεν επιστρέφει στο έδαφος με τη μορφή εκχυλισμάτων.

Μαγνήσιο σε ζωντανά όντα

Το μαγνήσιο που απορροφάται από τα φυτά του εδάφους είναι ένα κατιόν δύο θετικών φορτίων (Mg²⁺). Η απορρόφηση γίνεται μέσω δύο μηχανισμών: παθητική απορρόφηση και διάχυση.

Το 85% του μαγνησίου εισέρχεται στη μονάδα μέσω παθητικής απορρόφησης, που οδηγείται από το ρεύμα εφίδρωσης ή τη ροή μάζας. Το υπόλοιπο μαγνήσιο εισέρχεται με διάχυση, κίνηση ιόντων από περιοχές υψηλής συγκέντρωσης προς περιοχές με μικρότερη συγκέντρωση.

Το μαγνήσιο που αφομοιώνεται από τα κύτταρα εξαρτάται, αφενός, από τη συγκέντρωσή του στο εδαφικό διάλυμα. Από την άλλη πλευρά, εξαρτάται από την αφθονία άλλων κατιόντων όπως το Ca²⁺, Κ⁺, Na⁺ και ΝΗ⁴⁺ που ανταγωνίζονται με το Mg²⁺.

Τα ζώα λαμβάνουν μαγνήσιο όταν καταναλώνουν φυτά πλούσια σε αυτό το ορυκτό. Ένα μέρος αυτού του μαγνησίου εναποτίθεται στο λεπτό έντερο και το υπόλοιπο εκκρίνεται για να επιστρέψει στο έδαφος.

Στα κύτταρα, οι ενδιάμεσες και συστηματικές συγκεντρώσεις ελεύθερου μαγνησίου ρυθμίζονται μέσω της ροής τους μέσω της μεμβράνης πλάσματος, σύμφωνα με τις μεταβολικές απαιτήσεις του ίδιου του κυττάρου.

Αυτό συμβαίνει όταν συνδυάζονται οι μηχανισμοί του θορύβου (η μεταφορά των ιόντων στους αποθηκευτικούς ή εξωκυτταρικούς χώρους) και η απομόνωση (ένωση ιόντων σε πρωτεΐνες και άλλα μόρια).

Σημασία

Ο κύκλος του μαγνησίου είναι μια βασική διαδικασία για τη ζωή. Η ροή αυτού του ορυκτού εξαρτάται από μία από τις πιο σημαντικές διαδικασίες για όλη τη ζωή στον πλανήτη, τη φωτοσύνθεση.

Ο κύκλος μαγνησίου αλληλεπιδρά με άλλους βιογεωχημικούς κύκλους, συμμετέχοντας στη βιοχημική ισορροπία άλλων στοιχείων. Είναι μέρος του κύκλου ασβεστίου και φωσφόρου και παρεμβαίνει στις διαδικασίες ενίσχυσης και στερέωσης αυτών.

Σημασία του μαγνησίου στα έμβια όντα

Στα φυτά, το μαγνήσιο σχηματίζει ένα δομικό μέρος του μορίου της χλωροφύλλης, γι 'αυτό παρεμβαίνει στη φωτοσύνθεση και τη σταθεροποίηση του CO₂ ως συνένζυμο. Επιπλέον, παρεμβαίνει στη σύνθεση υδατανθράκων και πρωτεϊνών, καθώς και στην κατανομή των υδατανθράκων σε πυροσταφυλικό οξύ (αναπνοή)..

Με τη σειρά του, το μαγνήσιο έχει δράση ενεργοποίησης της συνθετάσης γλουταμίνης, ένα ένζυμο απαραίτητο για τον σχηματισμό αμινοξέων όπως η γλουταμίνη.

Στους ανθρώπους και σε άλλα ζώα, τα ιόντα μαγνησίου παίζουν σημαντικό ρόλο στη δραστηριότητα του συνενζύμου. Παρεμβαίνει στο σχηματισμό νευροδιαβιβαστών και νευροδιαμορφωτών και στην επαναπόλωση των νευρώνων. Επίσης, επηρεάζει την υγεία της εντερικής βακτηριακής χλωρίδας.

Με τη σειρά του, το μαγνήσιο παρεμβαίνει στο μυοσκελετικό σύστημα. Είναι ένα σημαντικό μέρος της σύνθεσης των οστών. Συμμετέχει σε μυϊκή χαλάρωση και συμμετέχει στη ρύθμιση του καρδιακού ρυθμού.

Αναφορές

1. Campo, J., J. Μ. Maass, V J. Jaramillo και Α. Martinez Yrzar. (2000). Κύκλωμα ασβεστίου, καλίου και μαγνησίου σε ένα τροπικό ξηρό δασικό οικοσύστημα. Biogeochemistry 49: 21-36.
2. Nelson, D.L. και Cox, Μ.Μ. 2007. Lehninger: Αρχές βιοχημείας πέμπτη έκδοση. Εκδόσεις Omega. Βαρκελώνη 1286 p.
3. Quideau, S Α., R. C. Graham, Ο. Α. Chadwick και Η. Β. Wood. (1999). Βιογεωχημική πορεία ασβεστίου και μαγνησίου από Ceanothus και Chamise. Soil Science Society of America Journal 63: 1880-1888.
4. Yabe, T. και Yamaji, T. (2011) Ο Πολιτισμός του Μαγνησίου: μια εναλλακτική νέα πηγή ενέργειας για το πετρέλαιο. Συντάκτης Pan Stanford. Σιγκαπούρη 147 σελ.
5. Συμμετέχοντες στη Wikipedia. (2018, 22 Δεκεμβρίου). Μαγνήσιο στη βιολογία. Στη Wikipedia, η Ελεύθερη Εγκυκλοπαίδεια. Ανακτήθηκε στις 15:19, 28 Δεκεμβρίου 2018, από το wikipedia.org.
6. Göran I. Ågren, Folke και O. Andersson. (2012). Οικολογία οικοσυστήματος των χερσαίων οικοσυστημάτων: Αρχές και εφαρμογές. Cambridge University Press.