מחזור מגנזיום: מאפיינים, רכיבים וחשיבות - סביבה - 2025

מחזור מגנזיום הוא תהליך biogeochemical המתאר את הזרימה וטרנספורמציה של מגנזיום בין בני אדמה וחיים. המגנזיום נמצא בטבע בעיקר בסלעי גיר ושיש. על ידי שחיקה הוא נכנס לאדמה, שם זמין חלק להיקלט על ידי צמחים, ודרכם מגיע לרשת הגביע המלאה.

חלק מהמגנזיום ביצורים חיים חוזר לאדמה כאשר הוא מופרש מבעלי חיים או על ידי פירוק של צמחים ובעלי חיים. באדמה אבוד חלק של מגנזיום על ידי שטיפת הדלק, ובנגרתו הוא מגיע לאוקיינוסים.

תמונה: מחסור במגנזיום במין דקל. מחבר: סקוט נלסון באתר flickr.com

למחזור המגנזיום חשיבות רבה לחיים על פני כדור הארץ. הפוטוסינתזה תלויה בכך, מכיוון שמינרל זה הוא חלק חשוב במולקולת הכלורופיל. אצל בעלי חיים זה חשוב באיזון הנוירולוגי וההורמונלי של הגוף. בנוסף להיותו הבסיס המבני של שרירים ועצמות.

מאפיינים כלליים

מגנזיום הוא יסוד כימי שהסמל שלו הוא Mg. המספר האטומי שלו הוא 12 והמסה שלו היא 24.305.

מגנזיום טהור אינו זמין בטבע. נמצא שהוא מהווה חלק מהרכבם של יותר מ- 60 מינרלים, כמו דולומיט, דולומיט, מגנזיט, ברוקיט, קרנליט ואוליבין.

המגנזיום הוא מתכת קלה, חזקה-בינונית, לבנה כסופה ולא מסיסה. זהו היסוד השביעי השופע ביותר בקרום כדור הארץ והשלישי בשפע במי הים.

המגנזיום מהווה 0.75% מהחומר היבש של הצמחים. זה חלק ממולקולת הכלורופיל ולכן הוא מעורב בפוטוסינתזה. הוא משתתף גם בסינתזה של שמנים וחלבונים ובפעילות האנזימטית של חילוף החומרים האנרגטי.

רכיבים

ניתן להבין טוב יותר את מחזור הפחמן העולמי אם הוא נחקר כשני מחזורים פשוטים יותר שקיימים אינטראקציה זה עם זה: מגנזיום בסביבה ומגנזיום בדברים חיים.

מגנזיום בסביבה

המגנזיום נמצא בריכוזים גבוהים בסלעי אבן ושיש. מרבית המגנזיום הקיים באדמה מקורו בשחיקה של סוגים אלה. קלט חשוב נוסף של מגנזיום לאדמה כיום הוא דשנים.

באדמה מגנזיום מופיע בשלוש צורות: בתמיסה, בצורה להחלפה ובצורה שאינה ניתנת להחלפה.

מגנזיום בתמיסת אדמה זמין בצורה של תרכובות מסיסות. צורה זו של מגנזיום נמצאת באיזון עם מגנזיום הניתן להחלפה.

המגנזיום הניתן להחלפה הוא זה הדבוק אלקטרוסטטית לחלקיקי החימר ולחומר האורגני. שבר זה, יחד עם המגנזיום בתמיסת האדמה, מהווים את ה- Mg העומד לרשות הצמחים.

מגנזיום שאינו ניתן להחלפה נמצא כמרכיב במינרלי אדמה ראשוניים. זהו חלק מרשת הגבישים המהווה את הבסיס המבני של סיליקט אדמה.

שבר זה אינו זמין לצמחים, מכיוון שתהליך ההשפלה של מינרלים בקרקע מתרחש לאורך פרקי זמן ארוכים.

המגנזיום שנמצא באדמה הולך לאיבוד כתוצאה מההדחה, והוא גבוה יותר באזורים עם גשמים גבוהים ובקרקעות עם מרקם חולי. מגנזיום שאיבד באמצעות שטיפה מגיע לאוקיאנוסים ליצירת חלק ממי הים.

אובדן חשוב נוסף של מגנזיום בקרקע הוא הקציר (בחקלאות). ביומסה זו נצרכת מחוץ לאזור הייצור ואינה חוזרת לאדמה בצורה של הפרשה.

מגנזיום בדברים חיים

מגנזיום שנספג על ידי צמחים מהאדמה הוא קטיון עם שני מטענים חיוביים (מג ²⁺ ). הקליטה מתרחשת באמצעות שני מנגנונים: ספיגה ופיזור פסיבי.

85% מהמגנזיום נכנס לצמח דרך ספיגה פסיבית, מונע על ידי זרם ההעברה או זרימת המונים. שאר המגנזיום נכנס באמצעות דיפוזיה, תנועה של יונים מאזורים בריכוז גבוה לאזורים עם ריכוז נמוך יותר.

המגנזיום המוטמע על ידי התאים תלוי מצד אחד בריכוזו בתמיסת האדמה. מצד שני, זה תלוי בשפע של קטיונים אחרים כמו Ca ²⁺ , K ⁺ , Na ⁺ ו- NH ⁴⁺ שמתמודדים עם Mg ²⁺ .

בעלי חיים משיגים מגנזיום כאשר הם צורכים צמחים עשירים במינרל זה. חלק ממגנזיום זה מופקד במעי הדק והשאר מופרשים, כדי לחזור לאדמה.

בתאים, הריכוז הבין-מערכי והמערכתי של מגנזיום חופשי מווסתים בשטף שלו דרך קרום הפלזמה, בהתאם לדרישות המטבוליות של התא עצמו.

זה מתרחש על ידי שילוב מנגנוני העפלה (הובלת יונים לחלל אחסון או חוץ תאי) וחציצה (כריכת יונים לחלבונים ומולקולות אחרות).

חֲשִׁיבוּת

מחזור המגנזיום הוא תהליך חיוני לכל החיים. אחד התהליכים החשובים ביותר לכל חיי כדור הארץ, פוטוסינתזה, תלוי בזרימת המינרל הזה.

מחזור המגנזיום מקיים אינטראקציה עם מחזורים ביוגוכימיים אחרים ומשתתף במאזן הביוכימי של יסודות אחרים. זהו חלק ממעגל הסידן והזרחן והוא מעורב בתהליכי ההתחזקות והקיבעון שלהם.

חשיבותו של מגנזיום ביצורים חיים

בצמחים מגנזיום הוא חלק מבני ממולקולת הכלורופיל וזו הסיבה שהוא מעורב בפוטוסינתזה ובקיבוע של CO ₂ כקואנזים. בנוסף, זה מעורב בסינתזה של פחמימות וחלבונים, כמו גם בפירוק הפחמימות לחומצה פירובית (נשימה).

בתורו, למגנזיום השפעה מפעילה על גלוטמין סינתזה, אנזים חיוני בהיווצרות חומצות אמינו כמו גלוטמין.

אצל בני אדם ובעלי חיים אחרים, יוני המגנזיום ממלאים תפקידים חשובים בפעילות הקואנזים. זה מעורב ביצירת נוירוטרנסמיטורים ומעצבי עצבים ובקיטוב מחדש של תאי עצב. זה משפיע גם על בריאות פלורת החיידקים במעי.

בתורו מגנזיום מתערב במערכת השלד והשרירים. זהו חלק חשוב בהרכב העצמות. זה מתערב בהרפיית שרירים ומשתתף בוויסות קצב הלב.

הפניות

1. קמפו, ג'יי, ג'יימא מאס, וי ג'רמילו וא 'מרטינז ייזר. (2000). רכיבה על סידן, אשלגן ומגנזיום במערכת אקולוגית יער מיובש טרופי. ביוגאוכימיה 49: 21-36.
2. נלסון, DL וקוקס, MM 2007. Lehninger: עקרונות המהדורה החמישית של ביוכימיה. מהדורות אומגה. ברצלונה. 1286 עמ '.
3. קווידו, SA, RC גרהאם, OA צ'אדוויק ו- HB Wood. (1999). רכיבה על אופניים ביוגאוכימית של סידן ומגנזיום על ידי Ceanothus ו- Chamise. Soil Science Society of America Journal 63: 1880–1888.
4. Yabe, T. ו- Yamaji, T. (2011) תרבות המגנזיום: מקור חדש אלטרנטיבי לאנרגיה לשמן. העריכה פן סטנפורד. סינגפור. 147 עמ '.
5. תורמים בוויקיפדיה. (2018, 22 בדצמבר). מגנזיום בביולוגיה. בויקיפדיה, האינציקלופדיה החופשית. הוחזר 15:19, 28 בדצמבר 2018, מתוך wikipedia.org.
6. גורן I. Ågren, Folke ו- O. Andersson. (2012). אקולוגית מערכת אקולוגית יבשתית: עקרונות ויישומים. הוצאת אוניברסיטת קיימברידג '.