Charakterystyka, składniki i znaczenie cyklu magnezu

2777
David Holt

Plik cykl magnezu Jest to proces biogeochemiczny opisujący przepływ i przemianę magnezu między glebą a żywymi istotami. Magnez występuje w naturze głównie w skałach wapiennych i marmurowych. W wyniku erozji przedostaje się do gleby, gdzie część jest dostępna do wchłonięcia przez rośliny, a poprzez nie dociera do całej sieci troficznej.

Część magnezu istot żywych powraca do gleby, gdy jest wydalana przez zwierzęta lub w wyniku rozkładu roślin i zwierząt. W glebie część magnezu jest tracona w wyniku wymywania, a przez spływanie trafia do oceanów.

Zdjęcie: Niedobór magnezu u palmy. Autor: Scot Nelson na flickr.com

Cykl magnezu ma ogromne znaczenie dla życia na naszej planecie. Od tego zależy fotosynteza, ponieważ ten minerał jest ważną częścią cząsteczki chlorofilu. U zwierząt ma znaczenie dla równowagi neurologicznej i hormonalnej organizmu. Oprócz tego, że jest strukturalną podstawą mięśni i kości.

Indeks artykułów

  • 1 Charakterystyka ogólna
  • 2 składniki
    • 2.1 Magnez w środowisku
    • 2.2 Magnez w organizmach żywych
  • 3 Znaczenie
    • 3.1 Znaczenie magnezu dla istot żywych
  • 4 Odnośniki

Ogólna charakterystyka

Magnez to pierwiastek chemiczny, którego symbolem jest Mg. Jego liczba atomowa wynosi 12, a masa 24,305.

Czysty magnez nie jest dostępny w naturze. Występuje jako część kompozycji ponad 60 minerałów, takich jak dolomit, dolomit, magnezyt, brucyt, karnalit i oliwin..

Magnez to lekki, średnio mocny, srebrzystobiały, nierozpuszczalny metal. Jest siódmym najbardziej rozpowszechnionym pierwiastkiem w skorupie ziemskiej i trzecim najbardziej rozpowszechnionym w wodzie morskiej.

Magnez stanowi 0,75% suchej masy roślin. Jest częścią cząsteczki chlorofilu, więc bierze udział w fotosyntezie. Bierze również udział w syntezie olejów i białek oraz w enzymatycznej aktywności metabolizmu energetycznego..

Komponenty

Globalny obieg węgla można lepiej zrozumieć, badając go jako dwa prostsze cykle, które oddziałują ze sobą: magnez w środowisku i magnez w organizmach żywych.

Magnez w środowisku

Magnez znajduje się w dużych stężeniach w skałach wapiennych i marmurowych. Większość magnezu obecnego w glebie pochodzi z erozji tego typu skał. Innym ważnym wkładem magnezu do gleby są obecnie nawozy.

W glebie magnez występuje w trzech formach: w roztworze, w postaci wymiennej i niewymiennej.

Magnez w roztworze glebowym jest dostępny w postaci rozpuszczalnych związków. Ta forma magnezu jest w równowadze z wymiennym magnezem..

Magnez wymienny to ten, który przylega elektrostatycznie do cząstek gliny i materii organicznej. Frakcja ta wraz z magnezem w roztworze glebowym stanowi Mg przyswajalny dla roślin.

Niewymienialny magnez jest składnikiem podstawowych minerałów w glebie. Jest częścią sieci krystalicznej, która stanowi podstawę strukturalną krzemianów glebowych.

Frakcja ta nie jest dostępna dla roślin, ponieważ proces degradacji minerałów glebowych zachodzi przez długi czas..

Magnez zawarty w glebie jest tracony w wyniku wymywania, jest wyższy na obszarach o dużych opadach oraz na glebach o piaszczystej teksturze. Magnez utracony w wyniku wymywania trafia do oceanów, tworząc część wody morskiej.

Kolejną ważną utratą magnezu w glebie są zbiory (w rolnictwie). Ta biomasa jest konsumowana poza obszarem produkcji i nie powraca do gleby w postaci odchodów..

Magnez w żywych organizmach

Magnez pobierany przez rośliny z gleby jest kationem o dwóch ładunkach dodatnich (Mgdwa+). Absorpcja zachodzi poprzez dwa mechanizmy: absorpcję bierną i dyfuzję..

85% magnezu przedostaje się do rośliny poprzez wchłanianie bierne, napędzane strumieniem transpiracji lub przepływem masowym. Reszta magnezu przenika przez dyfuzję, przemieszczanie jonów z obszarów o wysokim stężeniu do obszarów o niższym stężeniu.

Magnez przyswajany przez komórki zależy z jednej strony od jego stężenia w roztworze glebowym. Z drugiej strony zależy to od obfitości innych kationów, takich jak Cadwa+, K.+, Na+ i NH4+ które konkurują z Mgdwa+.

Zwierzęta otrzymują magnez, spożywając rośliny bogate w ten minerał. Część tego magnezu odkłada się w jelicie cienkim, a reszta jest wydalana, aby powrócić do gleby.

W komórkach śródmiąższowe i ogólnoustrojowe stężenie wolnego magnezu jest regulowane poprzez jego przepływ przez błonę plazmatyczną, zgodnie z wymaganiami metabolicznymi samej komórki..

Dzieje się to poprzez połączenie mechanizmów tłumienia (transport jonów do przestrzeni magazynowej lub zewnątrzkomórkowej) i buforowania (wiązania jonów z białkami i innymi cząsteczkami)..

Znaczenie

Cykl magnezu jest niezbędnym procesem życia. Jeden z najważniejszych procesów dla całego życia na planecie, fotosynteza, zależy od przepływu tego minerału..

Cykl magnezu współdziała z innymi cyklami biogeochemicznymi, uczestnicząc w równowadze biochemicznej innych pierwiastków. Wchodzi w skład cyklu wapniowo-fosforowego i bierze udział w procesach ich wzmacniania i wiązania.

Znaczenie magnezu dla istot żywych

W roślinach magnez jest strukturalną częścią cząsteczki chlorofilu, dlatego bierze udział w fotosyntezie i wiązaniu COdwa jako koenzym. Ponadto bierze udział w syntezie węglowodanów i białek, a także w rozkładzie węglowodanów na kwas pirogronowy (oddychanie).

Z kolei magnez działa aktywująco na syntetazę glutaminy, niezbędny enzym w tworzeniu aminokwasów, takich jak glutamina.

U ludzi i innych zwierząt jony magnezu odgrywają ważną rolę w aktywności koenzymu. Bierze udział w tworzeniu neuroprzekaźników i neuromodulatorów oraz w repolaryzacji neuronów. Wpływa również na stan flory bakteryjnej jelit.

Z kolei magnez interweniuje w układzie mięśniowo-szkieletowym. Jest ważną częścią składu kości. Przyczynia się do rozluźnienia mięśni i uczestniczy w regulacji rytmu serca.

Bibliografia

  1. Campo, J., J. M. Maass, V J. Jaramillo i A. Martínez Yrízar. (2000). Cykl wapnia, potasu i magnezu w ekosystemie meksykańskiego lasu tropikalnego. Biogeochemistry 49: 21–36.
  2. Nelson, D.L. i Cox, M.M. 2007. Lehninger: Zasady biochemii Wydanie piąte. Wydania Omega. Barcelona. 1286 pkt.
  3. Quideau, S. A., R. C. Graham, O. A. Chadwick i H. B. Wood. (1999). Cykl biogeochemiczny wapnia i magnezu przez Ceanothus i Chamise. Soil Science Society of America Journal 63: 1880-1888.
  4. Yabe, T. and Yamaji, T. (2011) Cywilizacja magnezu: alternatywne nowe źródło energii dla ropy naftowej. Od redakcji Pan Stanford. Singapur. 147 s.
  5. Współtwórcy Wikipedii. (2018, 22 grudnia). Magnez w biologii. W Wikipedii, wolna encyklopedia. Pobrano 15:19, 28 grudnia 2018, z wikipedia.org.
  6. Göran I. Ågren, Folke i O. Andersson. (2012). Ekologia ekosystemu lądowego: zasady i zastosowania. Cambridge University Press.

Jeszcze bez komentarzy