MAGNEZIJEV CIKEL: ZNAČILNOSTI, SESTAVINE IN POMEMBNOST - OKOLJE - 2026

Magnezijev cikel je Biogeokemično proces, ki opisuje pretok in preoblikovanje magnezija med bitja tal in življenja. Magnezij najdemo v naravi predvsem v apnenčastih in marmornatih kamninah. Z erozijo vstopi v tla, kjer je na voljo del, ki ga rastline absorbirajo, in skozi njih doseže celoten trofični splet.

Del magnezija v živih bitjih se vrača v tla, ko se izloči iz živali ali z razpadom rastlin in živali. V tleh se z izpiranjem izgubi del magnezija, odtok pa doseže oceane.

Slika: Pomanjkanje magnezija pri vrstah palm. Avtor: Scot Nelson na flickr.com

Magnezijev cikel je zelo pomemben za življenje na planetu. Od nje je odvisna fotosinteza, saj je ta mineral pomemben del molekule klorofila. Pri živalih je pomemben pri nevrološkem in hormonskem ravnovesju v telesu. Poleg tega, da je strukturna osnova mišic in kosti.

Splošne značilnosti

Magnezij je kemični element, katerega simbol je Mg. Njegova atomska številka je 12, njegova masa pa 24,305.

Čisti magnezij v naravi ni na voljo. Ugotovljeno je, da je sestavni del več kot 60 mineralov, kot so dolomit, dolomit, magnezit, brucit, karnalit in olivin.

Magnezij je lahka, zmerno močna, srebrno-bela kovina, netopna. Je sedmi najpogostejši element v zemeljski skorji in tretji najbolj bogat z morsko vodo.

Magnezij predstavlja 0,75% suhe snovi rastlin. Je del molekule klorofila, zato je vključen v fotosintezo. Sodeluje tudi pri sintezi olj in beljakovin ter pri encimski aktivnosti energijskega metabolizma.

Komponente

Globalni ogljikov cikel je mogoče bolje razumeti, če ga preučujemo kot dva preprostejša cikla, ki medsebojno delujeta: magnezij v okolju in magnezij v živih stvareh.

Magnezij v okolju

Magnezij najdemo v visokih koncentracijah v apnenčastih in marmornih kamninah. Večina magnezija, prisotnega v tleh, izvira iz erozije teh vrst kamnin. Drug pomemben vnos magnezija v tla so danes gnojila.

V tleh se magnezij pojavlja v treh oblikah: v raztopini, v zamenljivi obliki in v nespremenljivi obliki.

Magnezij v raztopini zemlje je na voljo v obliki topnih spojin. Ta oblika magnezija je v ravnovesju z izmenljivim magnezijem.

Zamenljivi magnezij je tisti, ki se elektrostatično oprime glinenih delcev in organskih snovi. Ta frakcija skupaj z magnezijem v raztopini tal predstavlja Mg, ki je na voljo rastlinam.

Magnezij, ki ga ni mogoče zamenjati, najdemo kot sestavino primarnih mineralov v tleh. Je del kristalne mreže, ki predstavlja strukturno podlago silikatov tal.

Ta del ni na voljo rastlinam, saj se proces razgradnje mineralov v tleh pojavlja v daljšem časovnem obdobju.

Magnezij, ki ga vsebujejo v tleh, se izgubi z izpiranjem, saj je višji na območjih z veliko padavinami in na tleh s peščeno teksturo. Magnezij, izgubljen z izpiranjem, doseže oceane in tvori del morske vode.

Druga pomembna izguba magnezija v tleh je žetev (v kmetijstvu). Ta biomasa se porabi zunaj proizvodnih površin in se v tla ne vrne v tla.

Magnezij v živih stvareh

Magnezij, ki ga rastline absorbirajo iz zemlje, je kation z dvema pozitivnima nabojema (Mg ²⁺ ). Absorpcija poteka prek dveh mehanizmov: pasivne absorpcije in difuzije.

85% magnezija vstopi v rastlino s pasivno absorpcijo, ki jo poganja transpiracijski tok ali masni pretok. Preostanek magnezija vstopi z difuzijo, gibanjem ionov iz območij visoke koncentracije v območja z nižjo koncentracijo.

Magnezij, ki ga absorbirajo celice, je na eni strani odvisen od njegove koncentracije v talni raztopini. Po drugi strani pa je odvisno od številčnosti drugih kationov, kot so Ca ²⁺ , K ⁺ , Na ⁺ in NH ^4+, ki tekmujejo z Mg ²⁺ .

Živali pridobivajo magnezij, kadar uživajo rastline, bogate s tem mineralom. Del tega magnezija se odloži v tankem črevesu, preostali del pa se izloči, da se vrne v tla.

V celicah se intersticijske in sistemske koncentracije prostega magnezija uravnavajo skozi njegov tok skozi plazemsko membrano, glede na presnovne potrebe same celice.

To se zgodi z združevanjem mehanizmov zatiranja (transport ionov do shranjevalnih ali zunajceličnih prostorov) in pufranja (vezava ionov na beljakovine in druge molekule).

Pomen

Magnezijev cikel je bistven proces za življenje. Eden najpomembnejših procesov za vse življenje na planetu, fotosinteza, je odvisen od pretoka tega minerala.

Magnezijev cikel je v interakciji z drugimi biogeokemičnimi cikli, ki sodelujejo v biokemičnem ravnovesju drugih elementov. Je del cikla kalcija in fosforja in sodeluje pri njihovih procesih krepitve in fiksacije.

Pomen magnezija v živih bitjih

V rastlinah je magnezij strukturni del molekule klorofila, zato sodeluje pri fotosintezi in pri fiksaciji CO ₂ kot koencima. Poleg tega sodeluje pri sintezi ogljikovih hidratov in beljakovin, pa tudi pri razgradnji ogljikovih hidratov v pirovično kislino (dihanje).

Magnezij namreč aktivira učinek na glutamin sintetazo, bistveni encim pri tvorbi aminokislin, kot je glutamin.

Pri ljudeh in drugih živalih magnezijevi ioni igrajo pomembno vlogo pri aktivnosti koencimov. Sodeluje pri tvorbi nevrotransmiterjev in nevromodulatorjev ter pri repolarizaciji nevronov. Vpliva tudi na zdravje črevesne bakterijske flore.

Magnezij namreč posega v mišično-skeletni sistem. Je pomemben del sestave kosti. Vmešava se v sprostitev mišic in sodeluje pri uravnavanju srčnega utripa.

Reference

1. Campo, J., JM Maass, V J. Jaramillo in A. Martínez Yrízar. (2000). Kolesarjenje s kalcijem, kalijem in magnezijem v mehiškem tropskem suhem gozdnem ekosistemu. Biogeokemija 49: 21-36.
2. Nelson, DL in Cox, MM 2007. Lehninger: Principles of Biochemistry Petth Edition. Izdaje Omega. Barcelona. 1286 str.
3. Quideau, SA, RC Graham, OA Chadwick in HB Wood. (1999). Biogeokemično kolesarjenje kalcija in magnezija s strani Ceanothusa in Chamiseja. Soil Science Society of America, revija 63: 1880–1888.
4. Yabe, T. in Yamaji, T. (2011) Civilizacija magnezija: alternativni nov vir energije za nafto. Uredništvo Pan Stanford. Singapur 147 str.
5. Sodelavci Wikipedije. (2018, 22. decembra). Magnezij v biologiji. V Wikipediji, The Free Encyclopedia. Pridobljeno 15:19, 28. decembra 2018, z wikipedia.org.
6. Göran I. Ågren, Folke in O. Andersson. (2012). Kopenska ekologija ekosistema: načela in aplikacije. Cambridge University Press.