MAGNESIUMCYCLUS: KENMERKEN, COMPONENTEN EN BELANG - MILIEU - 2026

De magnesiumcyclus is het biogeochemische proces dat de stroom en transformatie van magnesium tussen de bodem en levende wezens beschrijft. Magnesium komt in de natuur voornamelijk voor in kalksteen en marmerrotsen. Door erosie komt het in de grond, waar een deel beschikbaar is om door planten te worden opgenomen, en bereikt daardoor het hele trofische web.

Een deel van het magnesium in levende wezens keert terug naar de bodem wanneer het wordt uitgescheiden door dieren of door ontbinding van planten en dieren. In de bodem gaat een fractie van magnesium verloren door uitspoeling, en door afvloeiing bereikt het de oceanen.

Afbeelding: Magnesiumtekort bij een palmsoort. Auteur: Scot Nelson op flickr.com

De magnesiumcyclus is van groot belang voor het leven op aarde. Fotosynthese hangt ervan af, aangezien dit mineraal een belangrijk onderdeel is van het chlorofylmolecuul. Bij dieren is het belangrijk voor de neurologische en hormonale balans van het lichaam. Behalve dat het de structurele basis is van spieren en botten.

Algemene karakteristieken

Magnesium is een chemisch element waarvan het symbool Mg is. Het atoomnummer is 12 en de massa is 24.305.

Puur magnesium komt in de natuur niet voor. Het wordt gevonden als onderdeel van de samenstelling van meer dan 60 mineralen, zoals dolomiet, dolomiet, magnesiet, bruciet, carnaliet en olivijn.

Magnesium is een licht, matig sterk, zilverwit, onoplosbaar metaal. Het is het zevende meest voorkomende element in de aardkorst en het derde meest voorkomende element in zeewater.

Magnesium vormt 0,75% van de droge stof van planten. Het maakt deel uit van het chlorofylmolecuul en is dus betrokken bij fotosynthese. Het neemt ook deel aan de synthese van oliën en eiwitten en aan de enzymatische activiteit van het energiemetabolisme.

Componenten

De wereldwijde koolstofcyclus kan beter worden begrepen als deze wordt bestudeerd als twee eenvoudigere cycli die met elkaar in wisselwerking staan: magnesium in het milieu en magnesium in levende wezens.

Magnesium in omgeving

Magnesium wordt in hoge concentraties aangetroffen in kalksteen en marmeren gesteenten. Het meeste magnesium in de bodem is afkomstig van de erosie van dit soort gesteenten. Een andere belangrijke input van magnesium aan de bodem zijn meststoffen.

In de bodem komt magnesium in drie vormen voor: in oplossing, in uitwisselbare vorm en in niet-uitwisselbare vorm.

Magnesium in bodemoplossing is verkrijgbaar in de vorm van oplosbare verbindingen. Deze vorm van magnesium is in balans met uitwisselbaar magnesium.

Het uitwisselbare magnesium is het magnesium dat elektrostatisch aan de kleideeltjes en organisch materiaal wordt gehecht. Deze fractie vormt samen met de magnesium in bodemoplossing het Mg dat beschikbaar is voor planten.

Niet-uitwisselbaar magnesium wordt aangetroffen als een bestanddeel van primaire bodemmineralen. Het maakt deel uit van het kristalnetwerk dat de structurele basis vormt van bodemsilicaten.

Deze fractie is niet beschikbaar voor planten, omdat het afbraakproces van bodemmineralen gedurende lange tijd plaatsvindt.

Het magnesium in de bodem gaat verloren door uitspoeling, omdat het hoger is in gebieden met veel neerslag en in bodems met een zandige textuur. Magnesium dat door uitspoeling verloren gaat, bereikt de oceanen en vormt een deel van het zeewater.

Een ander belangrijk magnesiumverlies in de bodem is de oogst (in de landbouw). Deze biomassa wordt buiten het productiegebied verbruikt en komt niet in de vorm van uitwerpselen terug in de bodem.

Magnesium in levende wezens

Magnesium dat door planten uit de bodem wordt opgenomen, is een kation met twee positieve ladingen (Mg ²⁺ ). Absorptie vindt plaats via twee mechanismen: passieve absorptie en diffusie.

85% van het magnesium komt de plant binnen door passieve absorptie, aangedreven door de transpiratiestroom of massastroom. De rest van het magnesium komt binnen door diffusie, beweging van ionen van gebieden met een hoge concentratie naar gebieden met een lagere concentratie.

Het magnesium dat door cellen wordt opgenomen, hangt enerzijds af van de concentratie in de bodemoplossing. Aan de andere kant hangt het af van de overvloed aan andere kationen zoals Ca ²⁺ , K ⁺ , Na ⁺ en NH ⁴⁺ die concurreren met Mg ²⁺ .

Dieren krijgen magnesium als ze planten consumeren die rijk zijn aan dit mineraal. Een deel van dit magnesium wordt afgezet in de dunne darm en de rest wordt uitgescheiden om terug te keren naar de bodem.

In cellen worden de interstitiële en systemische concentraties van vrij magnesium gereguleerd door de stroom door het plasmamembraan, in overeenstemming met de metabolische vereisten van de cel zelf.

Dit gebeurt door de mechanismen van demping (het transport van ionen naar opslag of extracellulaire ruimtes) en buffering (binding van ionen aan eiwitten en andere moleculen) te combineren.

Belang

De magnesiumcyclus is een essentieel levensproces. Een van de belangrijkste processen voor al het leven op aarde, fotosynthese, hangt af van de stroom van dit mineraal.

De magnesiumcyclus werkt samen met andere biogeochemische cycli en neemt deel aan het biochemische evenwicht van andere elementen. Het maakt deel uit van de calcium- en fosforcyclus en is betrokken bij hun versterkings- en fixatieprocessen.

Belang van magnesium in levende wezens

In planten is magnesium een ​​structureel onderdeel van het chlorofylmolecuul, daarom is het betrokken bij fotosynthese en bij de fixatie van CO ₂ als co-enzym. Bovendien is het betrokken bij de synthese van koolhydraten en eiwitten, evenals bij de afbraak van koolhydraten in pyrodruivenzuur (ademhaling).

Magnesium heeft op zijn beurt een activerend effect op glutaminesynthetase, een essentieel enzym bij de vorming van aminozuren zoals glutamine.

Bij mensen en andere dieren spelen magnesiumionen een belangrijke rol bij de co-enzymactiviteit. Het is betrokken bij de vorming van neurotransmitters en neuromodulatoren en bij de herpolarisatie van neuronen. Het beïnvloedt ook de gezondheid van de bacteriële darmflora.

Magnesium grijpt op zijn beurt in het bewegingsapparaat in. Het is een belangrijk onderdeel van de samenstelling van botten. Het grijpt in bij spierontspanning en neemt deel aan de regulering van de hartslag.

Referenties

1. Campo, J., JM Maass, V J. Jaramillo en A. Martínez Yrízar. (2000). Calcium-, kalium- en magnesiumcycli in een Mexicaans tropisch droogbosecosysteem. Biogeochemie 49: 21-36.
2. Nelson, DL en Cox, MM 2007. Lehninger: Principles of Biochemistry, vijfde editie. Omega-edities. Barcelona. 1286 blz.
3. Quideau, SA, RC Graham, OA Chadwick en HB Wood. (1999). Biogeochemische cycli van calcium en magnesium door Ceanothus en Chamise. Soil Science Society of America Journal 63: 1880-1888.
4. Yabe, T. en Yamaji, T. (2011) The Magnesium Civilization: An Alternative New Source of Energy to Oil. Redactioneel Pan Stanford. Singapore. 147 pagina's
5. Wikipedia-bijdragers. (2018, 22 december). Magnesium in de biologie. In Wikipedia, The Free Encyclopedia. Opgehaald om 15:19, 28 december 2018, op wikipedia.org.
6. Göran I. Ågren, Folke en O. Andersson. (2012). Terrestrische ecosysteemecologie: principes en toepassingen. Cambridge University Press.