MAGNESIUMCYKEL: EGENSKAPER, KOMPONENTER OCH VIKT - MILJÖ - 2025

Den magnesiumcykeln är den biogeokemiska process som beskriver flödet och omvandling av magnesium mellan jord och levande varelser. Magnesium finns i naturen främst i kalksten och marmor stenar. Genom erosion kommer den in i jorden, där en del är tillgänglig för att absorberas av växter, och genom dem når hela trofiska banan.

En del av magnesiumet i levande varelser återvänder till jorden när den utsöndras från djur eller genom sönderdelning av växter och djur. I jorden går en bråkdel av magnesium förlorad genom urlakning och genom avströmning når den hav.

Bild: Magnesiumbrist hos en palmart. Författare: Scot Nelson på flickr.com

Magnesiumcykeln är av stor betydelse för livet på planeten. Fotosyntes beror på den, eftersom detta mineral är en viktig del av klorofyllmolekylen. Hos djur är det viktigt i den neurologiska och hormonella balansen i kroppen. Förutom att vara den strukturella basen för muskler och ben.

Generella egenskaper

Magnesium är ett kemiskt element, vars symbol är Mg. Dess atomnummer är 12 och massan är 24,305.

Rent magnesium finns inte i naturen. Det konstateras att det utgör en del av sammansättningen av mer än 60 mineraler, såsom dolomit, dolomit, magnesit, brucite, carnalite och olivine.

Magnesium är en lätt, måttligt stark, silver-vit, olöslig metall. Det är det sjunde vanligaste elementet i jordskorpan och det tredje rikligt i havsvatten.

Magnesium utgör 0,75% av torrmaterialet från växter. Det är en del av klorofyllmolekylen så det är involverat i fotosyntes. Det deltar också i syntesen av oljor och proteiner och i den enzymatiska aktiviteten i energimetabolismen.

Komponenter

Den globala kolcykeln kan bättre förstås om den studeras som två enklare cykler som interagerar med varandra: magnesium i miljön och magnesium i levande saker.

Magnesium i miljön

Magnesium finns i höga koncentrationer i kalksten och marmor stenar. Det mesta av magnesium som finns i jorden kommer från erosionen av dessa bergarter. En annan viktig tillförsel av magnesium till jorden idag är gödselmedel.

I jorden förekommer magnesium i tre former: i lösning, i utbytbar form och i icke-utbytbar form.

Magnesium i jordlösning finns i form av lösliga föreningar. Denna form av magnesium är i balans med utbytbart magnesium.

Det utbytbara magnesiumet är det som är elektrostatiskt vidhäftat till lerpartiklarna och organiskt material. Denna fraktion utgör tillsammans med magnesium i jordlösning det Mg som är tillgängligt för växter.

Icke-utbytbart magnesium finns som en del av primära jordmineraler. Det är en del av kristallnätverket som utgör den strukturella basen för marksilikater.

Denna fraktion är inte tillgänglig för växter, eftersom nedbrytningsprocessen av jordmineraler inträffar under långa tidsperioder.

Magnesiumet som finns i marken förloras genom lakning, är högre i områden med hög nederbörd och i jordar med en sandig struktur. Magnesium som förloras genom lakning når havet och bildar en del av havsvattnet.

En annan viktig förlust av magnesium i marken är skörden (inom jordbruket). Denna biomassa konsumeras utanför produktionsområdet och återgår inte till marken i form av utsöndring.

Magnesium i levande saker

Magnesium som absorberas av växter från jorden är en katjon med två positiva laddningar (Mg ²⁺ ). Absorption sker genom två mekanismer: passiv absorption och diffusion.

85% magnesium kommer in i växten genom passiv absorption, driven av transpirationsströmmen eller massflödet. Resten av magnesium kommer in genom diffusion, rörelse av joner från områden med hög koncentration till områden med lägre koncentration.

Magnesiumassimilerat av celler beror å ena sidan på dess koncentration i jordlösningen. Å andra sidan beror det på överflödet av andra katjoner som Ca ²⁺ , K ⁺ , Na ⁺ och NH ⁴⁺ som tävlar med Mg ²⁺ .

Djur får magnesium när de konsumerar växter som är rika på detta mineral. En del av detta magnesium deponeras i tunntarmen och resten utsöndras för att återgå till jorden.

I celler regleras de interstitiella och systemiska koncentrationerna av fritt magnesium genom dess flöde genom plasmamembranet, i enlighet med själva cellens metaboliska krav.

Detta sker genom att kombinera mekanismerna för ljuddämpning (transport av joner till lagring eller extracellulära utrymmen) och buffring (bindning av joner till proteiner och andra molekyler).

Betydelse

Magnesiumcykeln är en viktig process för livet. En av de viktigaste processerna för allt liv på planeten, fotosyntes, beror på flödet av detta mineral.

Magnesiumcykeln interagerar med andra biogeokemiska cykler och deltar i den biokemiska balansen hos andra element. Det är en del av kalcium- och fosforcykeln och deltar i deras förstärknings- och fixeringsprocesser.

Betydelsen av magnesium i levande varelser

I växter är magnesium en strukturell del av klorofyllmolekylen, varför det är involverat i fotosyntes och i fixeringen av CO ₂ som ett koenzym. Dessutom är det involverat i syntesen av kolhydrater och proteiner, liksom i uppdelningen av kolhydrater till pyruvinsyra (andning).

I sin tur har magnesium en aktiverande effekt på glutaminsyntetas, ett essentiellt enzym vid bildning av aminosyror, såsom glutamin.

Hos människor och andra djur spelar magnesiumjoner viktiga roller i koenzymaktivitet. Det är involverat i bildandet av neurotransmittorer och neuromodulatorer och vid repolarisering av neuroner. Det påverkar också hälsan hos tarmens bakterieflora.

I sin tur griper magnesium in i muskel- och skelettsystemet. Det är en viktig del av sammansättningen av ben. Det ingriper i muskelavslappning och deltar i regleringen av hjärtfrekvensen.

referenser

1. Campo, J., JM Maass, V J. Jaramillo och A. Martínez Yrízar. (2000). Kalcium-, kalium- och magnesiumcykling i ett mexikanskt tropiskt ekosystem för torrskog. Biogeochemistry 49: 21-36.
2. Nelson, DL och Cox, MM 2007. Lehninger: Principles of Biochemistry Femte upplagan. Omega-utgåvor. Barcelona. 1286 s.
3. Quideau, SA, RC Graham, OA Chadwick och HB Wood. (1999). Biogeokemisk cykling av kalcium och magnesium av Ceanothus och Chamise. Soil Science Society of America Journal 63: 1880–1888.
4. Yabe, T. och Yamaji, T. (2011) Magnesium Civilization: En alternativ ny energikälla till olja. Redaktör Pan Stanford. Singapore. 147 sid.
5. Wikipedia-bidragsgivare. (2018, 22 december). Magnesium i biologi. På Wikipedia, The Free Encyclopedia. Hämtad 15:19, 28 december 2018, från wikipedia.org.
6. Göran I. Ågren, Folke och O. Andersson. (2012). Terrestrial Ecosystem Ecology: principer och tillämpningar. Cambridge University Press.