МАГНИЕВЫЙ ЦИКЛ: ХАРАКТЕРИСТИКИ, СОСТАВЛЯЮЩИЕ И ЗНАЧЕНИЕ - ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА - 2025

Цикл магния - это биогеохимический процесс, который описывает поток и преобразование магния между почвой и живыми существами. В природе магний содержится в основном в известняковых и мраморных породах. Путем эрозии он проникает в почву, где часть может быть поглощена растениями, и через них достигает всей трофической сети.

Часть магния в живых существах возвращается в почву, когда он выводится из организма животных или при разложении растений и животных. В почве часть магния теряется при выщелачивании, а со стоком достигает океанов.

Изображение: дефицит магния у видов пальм. Автор: Скот Нельсон, flickr.com

Магниевый цикл имеет большое значение для жизни на планете. От этого зависит фотосинтез, так как этот минерал является важной частью молекулы хлорофилла. У животных это важно для неврологического и гормонального баланса организма. Помимо того, что он является структурной основой мышц и костей.

Общие характеристики

Магний - это химический элемент, символом которого является Mg. Его атомный номер 12, а масса 24,305.

Чистый магний недоступен в природе. Он входит в состав более 60 минералов, таких как доломит, доломит, магнезит, брусит, карналит и оливин.

Магний - легкий, умеренно прочный, серебристо-белый, нерастворимый металл. Это седьмой по содержанию элемент в земной коре и третий по содержанию в морской воде.

Магний составляет 0,75% от сухого вещества растений. Он является частью молекулы хлорофилла, поэтому участвует в фотосинтезе. Он также участвует в синтезе масел и белков и в ферментативной активности энергетического обмена.

Составные части

Глобальный углеродный цикл можно лучше понять, если изучить его как два более простых цикла, которые взаимодействуют друг с другом: магний в окружающей среде и магний в живых организмах.

Магний в окружающей среде

Магний содержится в высоких концентрациях в известняке и мраморных породах. Большая часть магния, присутствующего в почве, возникает в результате эрозии этих типов горных пород. Еще одним важным источником магния в почве сегодня являются удобрения.

В почве магний встречается в трех формах: в растворе, во взаимозаменяемой форме и в неизменяемой форме.

Магний в почвенном растворе доступен в виде растворимых соединений. Эта форма магния находится в равновесии с обменным магнием.

Обмениваемый магний - это магний, который электростатически прилипает к частицам глины и органическому веществу. Эта фракция вместе с магнием в почвенном растворе составляет Mg, доступный для растений.

Невозможный магний входит в состав основных почвенных минералов. Он является частью кристаллической сетки, составляющей структурную основу силикатов почвы.

Эта фракция недоступна для растений, потому что процесс разложения почвенных минералов происходит в течение длительных периодов времени.

Магний, содержащийся в почве, теряется в результате выщелачивания, причем его содержание выше в районах с большим количеством осадков и в почвах с песчаной структурой. Магний, теряемый в результате выщелачивания, достигает океанов, образуя часть морской воды.

Еще одна важная потеря магния в почве - это урожай (в сельском хозяйстве). Эта биомасса потребляется за пределами производственной зоны и не возвращается в почву в виде экскрементов.

Магний в живых существах

Магний, поглощаемый растениями из почвы, представляет собой катион с двумя положительными зарядами (Mg ²⁺ ). Поглощение происходит за счет двух механизмов: пассивного поглощения и диффузии.

85% магния поступает в растения через пассивное поглощение за счет транспирационного или массового потока. Остальная часть магния поступает путем диффузии, движения ионов из областей с высокой концентрацией в области с более низкой концентрацией.

Усвояемый клетками магний зависит, с одной стороны, от его концентрации в почвенном растворе. С другой стороны, это зависит от количества других катионов, таких как Ca ²⁺ , K ⁺ , Na ⁺ и NH ^4+, которые конкурируют с Mg ²⁺ .

Животные получают магний, когда потребляют растения, богатые этим минералом. Часть этого магния откладывается в тонком кишечнике, а остальная часть выводится из организма, чтобы вернуться в почву.

В клетках интерстициальная и системная концентрации свободного магния регулируются за счет его прохождения через плазматическую мембрану в соответствии с метаболическими потребностями самой клетки.

Это происходит за счет объединения механизмов приглушения (транспортировка ионов к хранилищам или внеклеточным пространствам) и буферизации (связывание ионов с белками и другими молекулами).

значение

Магниевый цикл - важный процесс для жизни. Один из самых важных процессов для всего живого на планете - фотосинтез - зависит от потока этого минерала.

Магниевый цикл взаимодействует с другими биогеохимическими циклами, участвуя в биохимическом балансе других элементов. Он является частью цикла кальция и фосфора и участвует в процессах их укрепления и фиксации.

Важность магния для живых существ

В растениях магний является структурной частью молекулы хлорофилла, поэтому он участвует в фотосинтезе и фиксации CO ₂ как кофермента. Кроме того, он участвует в синтезе углеводов и белков, а также в расщеплении углеводов на пировиноградную кислоту (дыхание).

В свою очередь, магний оказывает активирующее действие на глутамин синтетазу, важный фермент в образовании аминокислот, таких как глутамин.

У людей и других животных ионы магния играют важную роль в активности кофермента. Он участвует в формировании нейротрансмиттеров и нейромодуляторов и в реполяризации нейронов. Это также влияет на здоровье кишечной бактериальной флоры.

В своей очереди, магний вмешивается в опорно-двигательном аппарате. Это важная часть состава костей. Он участвует в расслаблении мышц и участвует в регулировании частоты сердечных сокращений.

Ссылки

1. Кампо, Дж., Дж. М. Маасс, В. Х. Харамильо и А. Мартинес Ирисар. (2000). Цикл кальция, калия и магния в экосистеме сухих тропических лесов Мексики. Биогеохимия 49: 21-36.
2. Нельсон, Д.Л. и Кокс, М.М. 2007. Ленингер: Принципы биохимии, пятое издание. Издания Омега. Барселона. 1286 с.
3. Quideau, SA, RC Graham, OA Chadwick и HB Wood. (1999). Биогеохимический цикл кальция и магния Ceanothus и Chamise. Журнал Общества почвоведения Америки 63: 1880–1888.
4. Ябе Т. и Ямаджи Т. (2011) Цивилизация магния: новый альтернативный источник энергии нефти. От редакции Пан Стэнфорд. Сингапур. 147 стр.
5. Авторы Википедии. (2018, 22 декабря). Магний в биологии. В Википедии, Свободной энциклопедии. Получено в 15:19, 28 декабря 2018 г., с wikipedia.org.
6. Горан И. Агрен, Фольке и О. Андерссон. (2012). Экология наземных экосистем: принципы и приложения. Издательство Кембриджского университета.