МАГНІЙ ЦИКЛ: ХАРАКТЕРИСТИКИ, КОМПОНЕНТИ ТА ЗНАЧЕННЯ - СЕРЕДОВИЩЕ - 2025

Цикл магнію є біохімічний процес , який описує потік і перетворення магнію між грунтом і живими істотами. Магній міститься в природі переважно у вапнякових та мармурових породах. Ерозією він потрапляє в ґрунт, де частина доступна для поглинання рослинами, і через них проникає до всього трофічного павутини.

Частина магнію в живих істотах повертається в ґрунт, коли він виводиться з тварин або шляхом розкладання рослин і тварин. У ґрунті частка викиду магнію втрачається шляхом вилуговування, а стік потрапляє до Світового океану.

Зображення: Дефіцит магнію у видів пальми. Автор: Скот Нельсон на сайті flickr.com

Магнітовий цикл має велике значення для життя на планеті. Від цього залежить фотосинтез, оскільки цей мінерал є важливою частиною молекули хлорофілу. У тварин це важливо в неврологічному та гормональному балансі організму. Крім того, що є структурною базою м’язів і кісток.

Загальна характеристика

Магній - хімічний елемент, символом якого є Mg. Його атомне число - 12, а його маса - 24,305.

Чистий магній у природі недоступний. Виявлено, що входить до складу понад 60 мінералів, таких як доломіт, доломіт, магнезит, бруцит, карналіт та олівін.

Магній - легкий, помірно міцний, сріблясто-білий нерозчинний метал. Це сьомий за чисельністю елемент земної кори і третій за кількістю морської води.

Магній становить 0,75% сухої речовини рослин. Він входить до складу молекули хлорофілу, тому бере участь у фотосинтезі. Він також бере участь у синтезі олій та білків та в ферментативній активності енергетичного обміну.

Компоненти

Глобальний вуглецевий цикл можна краще зрозуміти, якщо його вивчати як два простіші цикли, які взаємодіють між собою: магній у навколишньому середовищі та магній у живих істотах.

Магній в навколишньому середовищі

Магній міститься у високій концентрації у вапнякових та мармурових породах. Більша частина магнію, присутнього в ґрунті, надходить від ерозії цих типів гірських порід. Інший важливий внесок магнію в ґрунт сьогодні - добрива.

У ґрунті магній зустрічається у трьох формах: у розчині, у взаємозамінному вигляді та у незмінній формі.

Магній у ґрунтовому розчині випускається у вигляді розчинних сполук. Ця форма магнію знаходиться в балансі з обмінним магнієм.

Обмінний магній - це той, який електростатично зчеплений з глинистими частинками та органічними речовинами. Ця фракція разом із магнієм у ґрунтовому розчині становить Mg, доступний рослинам.

Не обмінний магній зустрічається як компонент первинних мінералів ґрунту. Він є частиною кристалічної мережі, що становить структурну основу ґрунтових силікатів.

Ця фракція недоступна рослинам, оскільки процес деградації ґрунтових мінералів відбувається протягом тривалих періодів часу.

Магній, що міститься в ґрунті, втрачається шляхом вилуговування, вищий у районах з великою кількістю опадів та у ґрунтах з піщаною текстурою. Магній, загублений в результаті вилуговування, досягає океанів, утворюючи частину морської води.

Ще одна важлива втрата магнію в ґрунті - врожай (у сільському господарстві). Ця біомаса споживається за межами виробничих площ і не повертається в грунт у вигляді екскрементів.

Магній у живих істотах

Магній, поглинений рослинами з ґрунту, є катіоном з двома позитивними зарядами (Mg ²⁺ ). Поглинання відбувається за допомогою двох механізмів: пасивного поглинання та дифузії.

85% магнію надходить у рослину за допомогою пасивного поглинання, керованого потоком транспірації або масовим потоком. Решта магнію потрапляє дифузією, переміщенням іонів з областей підвищеної концентрації до областей нижчої концентрації.

Засвоюваний клітинами магній залежить, з одного боку, від його концентрації в ґрунтовому розчині. З іншого боку, це залежить від кількості інших катіонів, таких як Са ²⁺ , К ⁺ , Na ⁺ та NH ^4+, які конкурують з Mg ²⁺ .

Тварини отримують магній, коли споживають рослини, багаті цим мінералом. Частина цього магнію відкладається в тонкому кишечнику, а решта виводиться, щоб повернутися в грунт.

У клітинах інтерстиціальна та системна концентрації вільного магнію регулюються через його потік через плазматичну мембрану відповідно до метаболічних потреб самої клітини.

Це відбувається шляхом комбінування механізмів приглушення (транспортування іонів до сховища або позаклітинного простору) та буферизації (зв’язування іонів з білками та іншими молекулами).

Важливість

Магнітовий цикл - важливий процес для життя. Один з найважливіших процесів для всього життя на планеті, фотосинтез, залежить від потоку цього мінералу.

Магнітовий цикл взаємодіє з іншими біогеохімічними циклами, беручи участь у біохімічному балансі інших елементів. Він входить до циклу кальцію та фосфору та бере участь у процесах їх зміцнення та фіксації.

Важливість магнію в живих істотах

У рослинах магній є структурною частиною молекули хлорофілу, саме тому він бере участь у фотосинтезі та у фіксації CO ₂ як коферменту. Крім того, він бере участь у синтезі вуглеводів і білків, а також у розщепленні вуглеводів до піровиноградної кислоти (дихання).

У свою чергу, магній надає активізуючу дію на глютамінову синтетазу, необхідний фермент для утворення амінокислот, таких як глютамін.

У людини та інших тварин іони магнію відіграють важливу роль у активності коферментів. Він бере участь у формуванні нейротрансмітерів та нейромодуляторів та у реполяризації нейронів. Це також впливає на здоров'я кишкової бактеріальної флори.

У свою чергу, магній втручається в опорно-руховий апарат. Це важлива частина складу кісток. Він втручається в розслаблення м’язів і бере участь у регуляції серцевого ритму.

Список літератури

1. Кампо, Дж., Дж. М. Маасс, В. Дж. Джарамілло та А. Мартінес Ірізар. (2000). Кальцій, калій та магній на велосипеді в мексиканській екосистемі тропічного сухого лісу. Біогеохімія 49: 21-36.
2. Nelson, DL та Cox, MM 2007. Lehninger: Principles of Biochemistry Petth Edition. Видання «Омега». Барселона. 1286 p.
3. Quidoau, SA, RC Graham, OA Chadwick і HB Wood. (1999). Біогеохімічне кругообіг кальцію та магнію від Ceanothus and Chamise. Soil Science Society of America, журнал 63: 1880–1888.
4. Yabe, T. and Yamaji, T. (2011) Цивілізація магнію: альтернативне нове джерело енергії для нафти. Редакція Пан Стенфорда. Сінгапур. 147 с.
5. Автори Вікіпедії (2018 р., 22 грудня). Магній в біології. У Вікіпедії, The Free Encyclopedia. Отримано 15:19, 28 грудня 2018 року, з wikipedia.org.
6. Геран І. Огрен, Фолке та О. Андерссон. (2012 р.). Екологія наземної екосистеми: принципи та застосування. Cambridge University Press.