MAGNESIUMSYKLUS: EGENSKAPER, KOMPONENTER OG BETYDNING - MILJØ - 2026

Den magnesium syklus er av den biokjemiske prosessen som beskriver strømningen og transformasjonen av magnesium mellom jord og levende vesener. Magnesium finnes i naturen hovedsakelig i kalkstein og marmor. Ved erosjon kommer den inn i jorden, hvor en del er tilgjengelig for å bli absorbert av planter, og gjennom dem når hele trofiske bane.

En del av magnesiumet i levende vesener vender tilbake til jorda når det skilles ut fra dyr eller ved nedbrytning av planter og dyr. I jorda går en brøkdel av magnesium tapt ved utvasking, og ved avrenning når den til havene.

Bilde: Magnesiummangel hos en palmetype. Forfatter: Scot Nelson på flickr.com

Magnesiumsyklusen er av stor betydning for livet på planeten. Fotosyntese avhenger av den, da dette mineralet er en viktig del av klorofyllmolekylet. Hos dyr er det viktig i den nevrologiske og hormonelle balansen i kroppen. I tillegg til å være den strukturelle basen til muskler og bein.

Generelle egenskaper

Magnesium er et kjemisk element, symbolet på dette er Mg. Dens atomnummer er 12 og massen er 24.305.

Rent magnesium er ikke tilgjengelig i naturen. Det er funnet å utgjøre en del av sammensetningen av mer enn 60 mineraler, så som dolomitt, dolomitt, magnesitt, brucitt, carnalite og olivin.

Magnesium er et lett, moderat sterkt, sølvhvitt, uoppløselig metall. Det er det syvende mest tallrike elementet i jordskorpen og det tredje rikeste i sjøvann.

Magnesium utgjør 0,75% av tørrstoffet til planter. Det er en del av klorofyllmolekylet, så det er involvert i fotosyntesen. Den deltar også i syntesen av oljer og proteiner og i den enzymatiske aktiviteten til energimetabolisme.

komponenter

Den globale karbonsyklusen kan forstås bedre hvis den studeres som to enklere sykluser som samvirker med hverandre: magnesium i miljøet og magnesium i levende ting.

Magnesium i miljøet

Magnesium finnes i høye konsentrasjoner i kalkstein og marmor. Det meste av magnesium som finnes i jorda kommer fra erosjonen av disse bergartene. En annen viktig tilførsel av magnesium til jorda i dag er gjødsel.

I jorden forekommer magnesium i tre former: i løsning, i utskiftbar form og i ikke-utskiftbar form.

Magnesium i jordløsning er tilgjengelig i form av oppløselige forbindelser. Denne formen for magnesium er i balanse med utskiftbart magnesium.

Det utskiftbare magnesiumet er det som er elektrostatisk klebet til leirpartiklene og organisk materiale. Denne fraksjonen, sammen med magnesium i jordløsningen, utgjør den Mg som er tilgjengelig for planter.

Ikke-utskiftbart magnesium finnes som en komponent av primære jordmineraler. Det er en del av krystallnettet som utgjør den strukturelle basen til jordsilikater.

Denne fraksjonen er ikke tilgjengelig for planter, fordi nedbrytningsprosessen av jordmineraler skjer over lengre tid.

Magnesiumet i jorden går tapt ved utvasking, er høyere i områder med høyt nedbør og i jordsmonn med sand tekstur. Magnesium tapt gjennom utvasking når verdenshavene for å utgjøre en del av sjøvann.

Et annet viktig tap av magnesium i jorda er høsten (i landbruket). Denne biomassen forbrukes utenfor produksjonsområdet og går ikke tilbake til jorden i form av utskillelse.

Magnesium i levende ting

Magnesium absorbert av planter fra jorda er et kation med to positive ladninger (Mg ²⁺ ). Absorpsjon skjer gjennom to mekanismer: passiv absorpsjon og diffusjon.

85% magnesium kommer inn i planten gjennom passiv absorpsjon, drevet av transpirasjonsstrømmen eller massestrømmen. Resten av magnesium kommer inn ved diffusjon, bevegelse av ioner fra områder med høy konsentrasjon til områder med lavere konsentrasjon.

Magnesium assimilert av celler avhenger på den ene siden av konsentrasjonen i jordløsningen. På den annen side avhenger det av overfloden av andre kationer som Ca ²⁺ , K ⁺ , Na ⁺ og NH ⁴⁺ som konkurrerer med Mg ²⁺ .

Dyr får magnesium når de konsumerer planter som er rike på dette mineralet. En del av dette magnesiumet blir avsatt i tynntarmen, og resten skilles ut for å komme tilbake til jorda.

I celler reguleres de mellomliggende og systemiske konsentrasjonene av fritt magnesium gjennom dens fluks gjennom plasmamembranen, i samsvar med metabolske krav til selve cellen.

Dette skjer ved å kombinere mekanismene for demping (transport av ioner til lagring eller ekstracellulære rom) og bufring (binding av ioner til proteiner og andre molekyler).

Betydning

Magnesiumsyklusen er en essensiell prosess for livet. En av de viktigste prosessene for alt liv på planeten, fotosyntese, avhenger av strømmen av dette mineralet.

Magnesiumsyklusen samhandler med andre biogeokjemiske sykluser og deltar i den biokjemiske balansen til andre elementer. Det er en del av kalsium- og fosforsyklusen og er involvert i deres styrking og fiksering.

Betydningen av magnesium i levende vesener

Hos planter er magnesium en strukturell del av klorofyllmolekylet, og det er derfor det er involvert i fotosyntesen og i fiksering av CO ₂ som et koenzym. I tillegg er det involvert i syntesen av karbohydrater og proteiner, samt i nedbrytningen av karbohydrater til pyruvinsyre (respirasjon).

På sin side har magnesium en aktiverende effekt på glutaminsyntetase, et essensielt enzym i dannelsen av aminosyrer som glutamin.

Hos mennesker og andre dyr spiller magnesiumioner viktige roller i koenzymaktivitet. Det er involvert i dannelsen av nevrotransmittere og nevromodulatorer og i repolarisering av nevroner. Det påvirker også helsen til tarmens bakterieflora.

På sin side griper magnesium inn i muskel-skjelettsystemet. Det er en viktig del av sammensetningen av bein. Det griper inn i muskelavslapping og deltar i reguleringen av hjerterytmen.

referanser

1. Campo, J., JM Maass, V J. Jaramillo og A. Martínez Yrízar. (2000). Kalsium-, kalium- og magnesiumsykling i et meksikansk tropisk økosystem for tørrskog. Biogeokjemi 49: 21-36.
2. Nelson, DL og Cox, MM 2007. Lehninger: Principles of Biochemistry Fifth Edition. Omega-utgaver. Barcelona. 1286 s.
3. Quideau, SA, RC Graham, OA Chadwick og HB Wood. (1999). Biogeokjemisk sykling av kalsium og magnesium av Ceanothus og Chamise. Soil Science Society of America Journal 63: 1880–1888.
4. Yabe, T. og Yamaji, T. (2011) Magnesium Civilization: En alternativ ny kilde til energi til olje. Redaksjonell Pan Stanford. Singapore. 147 s.
5. Wikipedia-bidragsytere. (2018, 22. desember). Magnesium i biologi. I Wikipedia, The Free Encyclopedia. Hentet 15:19, 28. desember 2018, fra wikipedia.org.
6. Göran I. Ågren, Folke og O. Andersson. (2012). Terrestrial Ecosystem Ecology: Prinsipper og anvendelser. Cambridge University Press.