Značilnosti, komponente in pomen cikla magnezija



The cikel magnezija je biogeokemični proces, ki opisuje pretok in transformacijo magnezija med zemljo in živimi bitji. Magnezij se v naravi nahaja predvsem v apnenčastih in marmornih kamninah. Z erozijo vstopa v zemljo, kjer je del, ki ga rastline lahko absorbirajo, in skozi njih doseže celotno trofično mrežo..

Del magnezija v živih bitjih se vrne v tla, ko se izloči iz živali ali razgradi rastline in živali. V tleh se z izpiranjem izgubi del magnezija in z odtokom doseže oceane.

Cikel magnezija je zelo pomemben za življenje na planetu. Od tega je odvisna fotosinteza, ker je ta mineral pomemben del molekule klorofila. Pri živalih je pomemben za nevrološko in hormonsko ravnovesje organizma. Poleg tega, da so strukturne osnove mišic in kosti.

Indeks

  • 1 Splošne značilnosti
  • 2 Komponente
    • 2.1 Magnezij v okolju
    • 2.2 Magnezij v živih bitijih
  • 3 Pomen
    • 3.1 Pomen magnezija v živih bitijih
  • 4 Reference

Splošne značilnosti

Magnezij je kemijski element, katerega simbol je Mg. Njegova atomska številka je 12, masa pa 24.305.

Čisti magnezij v naravi ni na voljo. Je del sestave več kot 60 mineralov, kot so dolomit, dolomit, magnezit, brucit, karnalit in olivin.

Magnezij je lahka kovina, srednje močna, srebrno bela in netopna. Je sedmi najpogostejši element v zemeljski skorji in tretji najpogostejši morski vodi.

Magnezij predstavlja 0,75% suhe snovi rastlin. Je del molekule klorofila, zato intervenira v fotosintezi. Sodeluje tudi pri sintezi olj in beljakovin ter v encimski aktivnosti energetskega metabolizma.

Komponente

Globalni cikel ogljika lahko bolje razumemo, če preučimo dva enostavnejša cikla, ki medsebojno vplivata: magnezij v okolju in magnezij v živih bitjih.

Magnezij v okolju

Magnezij se v visokih koncentracijah nahaja v apnenčastih in marmornih kamninah. Večina magnezija, ki je prisoten v tleh, izvira iz erozije te vrste kamnin. Naslednji pomemben vnos magnezija v tla so gnojila.

V tleh je magnezij v treh oblikah: v raztopini, zamenljivo in v ne-izmenljivi obliki.

Magnezij v raztopini tal je na voljo v obliki topnih spojin. Ta oblika magnezija je v ravnovesju z zamenljivim magnezijem.

Izmenljivi magnezij je elektrostatično vezan na delce gline in organske snovi. Ta frakcija, skupaj z magnezijem v raztopini v tleh, predstavlja Mg, ki je na voljo rastlinam.

Magnezij, ki ni zamenljiv, najdemo kot sestavni del primarnih mineralov v tleh. Je del mreže kristalov, ki tvorijo strukturno osnovo silikatov iz tal.

Ta frakcija za rastline ni na voljo, ker se proces razgradnje mineralov v tleh pojavlja v daljšem časovnem obdobju.

Magnezij, ki ga vsebuje zemlja, se izgubi z izpiranjem, saj je višji na območjih z visokimi padavinami in peščenimi tlemi. Magnezij, ki se izgubi zaradi izpiranja, doseže oceane in postane del morske vode.

Druga pomembna izguba magnezija v tleh je žetev (v kmetijstvu). Ta biomasa se porabi zunaj proizvodnega območja in se ne vrne v tla v obliki iztrebkov.

Magnezij v živih bitjih

Magnezij, ki ga absorbirajo rastline v tleh, je kation dveh pozitivnih nabojev (Mg2+). Absorpcija poteka prek dveh mehanizmov: pasivne absorpcije in difuzije.

85% magnezija vstopi v napravo s pasivno absorpcijo, ki jo poganja potni tok ali masni pretok. Preostali del magnezija vstopi z difuzijo, gibanjem ionov iz območij z visoko koncentracijo proti območjem z nižjo koncentracijo.

Magnezij, ki ga izenačijo celice, je po eni strani odvisen od njegove koncentracije v raztopini v tleh. Po drugi strani pa je odvisno od številčnosti drugih kationov, kot je Ca2+, K+, Na+ in NH4+ ki tekmujejo z Mg2+.

Živali dobijo magnezij, ko uživajo rastline, bogate s tem mineralom. Del tega magnezija se odlaga v tankem črevesu, preostanek pa se izloča, da se vrne v zemljo.

V celicah se intersticijska in sistemska koncentracija prostega magnezija uravnavata s pretokom skozi plazemsko membrano, v skladu s presnovnimi potrebami same celice..

To se zgodi pri kombiniranju mehanizmov dušenja (prenos ionov v skladišče ali zunajcelični prostor) in puferskega (združevanje ionov z beljakovinami in drugimi molekulami)..

Pomen

Cikel magnezija je bistven proces za življenje. Pretok tega minerala je odvisen od enega najpomembnejših procesov za vse življenje na planetu, fotosinteze.

Cikel magnezija sodeluje z drugimi biogeokemičnimi cikli in sodeluje pri biokemičnem ravnotežju drugih elementov. Je del cikla kalcija in fosforja ter posega v procese njihove krepitve in utrjevanja.

Pomen magnezija v živih bitjih

Pri rastlinah magnezij tvori strukturni del molekule klorofila, zato intervenira v fotosintezi in fiksaciji CO2 kot koencim. Poleg tega intervenira v sintezi ogljikovih hidratov in beljakovin, kakor tudi pri razgradnji ogljikovih hidratov v piruvično kislino (dihanje)..

Magnezij pa ima aktivirni učinek glutamin sintetaze, encima, ki je bistven za tvorbo aminokislin, kot je glutamin.

Pri ljudeh in drugih živalih imajo magnezijevi ioni pomembno vlogo pri koencimski aktivnosti. Intervenira v nastanku nevrotransmiterjev in neuromodulatorjev ter pri repolarizaciji nevronov. Vpliva tudi na zdravje črevesne bakterijske flore.

Po drugi strani pa magnezij posega v mišično-skeletni sistem. Je pomemben del sestave kosti. Vpleten v sprostitev mišic in vključen v uravnavanje srčnega ritma.

Reference

  1. Campo, J., J. M. Maass, V J. Jaramillo in A. Martinez Yrzar. (2000). Kolesarjenje s kalcijem, kalijem in magnezijem v ekosistemu suhega tropskega suhega gozda. Biogeokemija 49: 21-36.
  2. Nelson, D.L. in Cox, M.M. 2007. Lehninger: Principi biokemije peta izdaja. Omega izdaje. Barcelona 1286 str.
  3. Quideau, S A., R. C. Graham, O. A. Chadwick in H. B. Wood. (1999). Biogeokemično kolesarjenje kalcija in magnezija s strani Ceanothusa in Chamise. Soil Science Society of America Journal 63: 1880-1888.
  4. Yabe, T. in Yamaji, T. (2011) Magnezijeva civilizacija: alternativni nov vir energije za nafto. Pan Stanfordova uvodnica. Singapur 147 str.
  5. Prispevki Wikipedije. (2018, 22. december). Magnezij v biologiji. V Wikipediji, prosti enciklopediji. Pridobljeno 15:19, 28. december 2018, z wikipedia.org.
  6. Göran I. Ågren, Folke in O. Andersson. (2012). Ekologija kopenskega ekosistema: načela in aplikacije. Cambridge University Press.