Ciclo di magnesio: caratteristiche, componenti e importanza
Il ciclo del magnesio è il processo biogeochimico che descrive il flusso e la trasformazione del magnesio tra il suolo e gli esseri viventi. Il magnesio si trova in natura principalmente nelle rocce calcaree e marmoree. Con l'erosione entra nel terreno, dove una parte è disponibile per essere assorbita dalle piante e attraverso di esse raggiunge l'intera rete trofica.
Una parte del magnesio negli esseri viventi ritorna a terra quando viene espulsa dall'animale o dalla decomposizione di piante e animali. Nel terreno, una frazione di magnesio viene persa dalla lisciviazione, e con il ruscellamento raggiunge gli oceani.
Il ciclo del magnesio è di grande importanza per la vita sul pianeta. La fotosintesi dipende da questo, poiché questo minerale è una parte importante della molecola della clorofilla. Negli animali è importante nell'equilibrio neurologico e ormonale dell'organismo. Oltre ad essere base strutturale di muscoli e ossa.
Caratteristiche generali
Il magnesio è un elemento chimico, il cui simbolo è Mg . Il suo numero atomico è 12 e la sua massa è 24.305.
Il magnesio puro non è disponibile in natura. Fa parte della composizione di oltre 60 minerali, come la dolomia, la dolomite, la magnesite, la brucite, la carnallite e l'olivina.
Il magnesio è un metallo leggero, medio forte, argenteo bianco e insolubile. È il settimo elemento più abbondante nella crosta terrestre e il terzo più abbondante nell'acqua di mare.
Il magnesio costituisce lo 0, 75% della sostanza secca delle piante. Fa parte della molecola della clorofilla quindi interviene nella fotosintesi. Partecipa anche alla sintesi di oli e proteine e all'attività enzimatica del metabolismo energetico.
componenti
Il ciclo globale del carbonio può essere meglio compreso se si studiano due cicli più semplici che interagiscono tra loro: il magnesio nell'ambiente e il magnesio negli esseri viventi.
Magnesio nell'ambiente
Il magnesio si trova in alte concentrazioni nel calcare e nelle rocce di marmo. La maggior parte del magnesio presente nel terreno proviene dall'erosione di questo tipo di roccia. Un'altra importante voce di magnesio nel suolo al momento sono i fertilizzanti.
Nel terreno, il magnesio si presenta in tre forme: in soluzione, intercambiabile e in una forma non sostituibile.
Il magnesio nella soluzione del suolo è disponibile sotto forma di composti solubili. Questa forma di magnesio è in equilibrio con il magnesio scambiabile.
Il magnesio scambiabile è quello che aderisce elettrostaticamente alle particelle di argilla e materia organica. Questa frazione, insieme al magnesio nella soluzione del suolo, costituisce il Mg disponibile per le piante.
Il magnesio non sostituibile si trova come componente dei minerali primari nel terreno. Fa parte della rete di cristalli che costituisce la base strutturale dei silicati del suolo.
Questa frazione non è disponibile per le piante, perché il processo di degradazione dei minerali del suolo si verifica per lunghi periodi di tempo.
Il magnesio contenuto nel terreno viene perso dalla lisciviazione, essendo più alto nelle zone con elevata piovosità e terreni sabbiosi. Il magnesio perso attraverso la lisciviazione raggiunge gli oceani per formare parte dell'acqua di mare.
Un'altra importante perdita di magnesio nel terreno è la raccolta (in agricoltura). Questa biomassa viene consumata al di fuori della zona di produzione e non ritorna nel terreno sotto forma di escrementi.
Magnesio negli esseri viventi
Il magnesio assorbito dalle piante del suolo è un catione di due cariche positive (Mg2 +). L'assorbimento avviene attraverso due meccanismi: assorbimento passivo e diffusione.
L'85% del magnesio entra nella pianta attraverso l'assorbimento passivo, guidato dalla corrente di traspirazione o dal flusso di massa. Il resto del magnesio entra per diffusione, movimento di ioni da aree ad alta concentrazione a zone a bassa concentrazione.
Il magnesio assimilato dalle cellule dipende, da un lato, dalla sua concentrazione nella soluzione del suolo. D'altra parte, dipende dall'abbondanza di altri cationi come Ca2 +, K +, Na + e NH4 + che competono con Mg2 +.
Gli animali ottengono il magnesio quando consumano piante ricche di questo minerale. Una parte di questo magnesio si deposita nell'intestino tenue e il resto viene espulso, per ritornare al suolo.
Nelle cellule, le concentrazioni interstiziali e sistemiche del magnesio libero sono regolate attraverso il loro flusso attraverso la membrana plasmatica, secondo i requisiti metabolici della cellula stessa.
Questo si verifica quando si combinano i meccanismi del silenziamento (il trasporto di ioni negli spazi di stoccaggio o extracellulari) e il buffering (unione di ioni a proteine e altre molecole).
importanza
Il ciclo del magnesio è un processo essenziale per la vita. Il flusso di questo minerale dipende da uno dei processi più importanti per tutta la vita sul pianeta, la fotosintesi.
Il ciclo del magnesio interagisce con altri cicli biogeochimici, partecipando all'equilibrio biochimico di altri elementi. Fa parte del ciclo del calcio e del fosforo e interviene nei processi di rafforzamento e fissazione.
Importanza del magnesio negli esseri viventi
Nelle piante il magnesio forma una parte strutturale della molecola della clorofilla, ed è per questo che interviene nella fotosintesi e nel legame della CO 2 come coenzima. Inoltre, interviene nella sintesi di carboidrati e proteine, nonché nella ripartizione dei carboidrati in acido piruvico (respirazione).
A sua volta, il magnesio ha un effetto attivante della glutammina sintetasi, un enzima essenziale nella formazione di aminoacidi come la glutammina.
Negli esseri umani e in altri animali, gli ioni di magnesio svolgono un ruolo importante nell'attività del coenzima. Interviene nella formazione di neurotrasmettitori e neuromodulatori e nella ripolarizzazione dei neuroni. Influisce anche sulla salute della flora batterica intestinale.
A sua volta, il magnesio interviene nel sistema muscolo-scheletrico. È una parte importante della composizione delle ossa. Coinvolto nel rilassamento muscolare e partecipare alla regolazione del ritmo cardiaco.
