MAGNESIUMKREISLAUF: EIGENSCHAFTEN, KOMPONENTEN UND BEDEUTUNG - UMGEBUNG - 2025

Der Magnesiumkreislauf ist der biogeochemische Prozess, der den Fluss und die Umwandlung von Magnesium zwischen Boden und Lebewesen beschreibt. Magnesium kommt in der Natur hauptsächlich in Kalkstein- und Marmorgesteinen vor. Durch Erosion gelangt es in den Boden, wo ein Teil zur Aufnahme durch Pflanzen zur Verfügung steht, und erreicht durch sie das gesamte trophische Netz.

Ein Teil des Magnesiums in Lebewesen kehrt in den Boden zurück, wenn es von Tieren oder durch Zersetzung von Pflanzen und Tieren ausgeschieden wird. Im Boden geht ein Teil des Magnesiums durch Auswaschen verloren und gelangt durch Abfließen in die Ozeane.

Bild: Magnesiummangel bei einer Palmenart. Autor: Scot Nelson bei flickr.com

Der Magnesiumkreislauf ist für das Leben auf dem Planeten von großer Bedeutung. Die Photosynthese hängt davon ab, da dieses Mineral ein wichtiger Bestandteil des Chlorophyllmoleküls ist. Bei Tieren ist es wichtig für das neurologische und hormonelle Gleichgewicht des Körpers. Zusätzlich zur strukturellen Basis von Muskeln und Knochen.

Allgemeine Charakteristiken

Magnesium ist ein chemisches Element, dessen Symbol Mg ist. Seine Ordnungszahl ist 12 und seine Masse ist 24.305.

Reines Magnesium ist in der Natur nicht verfügbar. Es ist Teil der Zusammensetzung von mehr als 60 Mineralien wie Dolomit, Dolomit, Magnesit, Brucit, Carnalit und Olivin.

Magnesium ist ein leichtes, mäßig starkes, silberweißes, unlösliches Metall. Es ist das siebthäufigste Element in der Erdkruste und das dritthäufigste im Meerwasser.

Magnesium macht 0,75% der Trockenmasse von Pflanzen aus. Es ist Teil des Chlorophyllmoleküls und daher an der Photosynthese beteiligt. Es ist auch an der Synthese von Ölen und Proteinen sowie an der enzymatischen Aktivität des Energiestoffwechsels beteiligt.

Komponenten

Der globale Kohlenstoffkreislauf kann besser verstanden werden, wenn er als zwei einfachere Zyklen untersucht wird, die miteinander interagieren: Magnesium in der Umwelt und Magnesium in Lebewesen.

Magnesium in der Umwelt

Magnesium kommt in hohen Konzentrationen in Kalkstein- und Marmorgesteinen vor. Der größte Teil des im Boden vorhandenen Magnesiums stammt aus der Erosion dieser Gesteinsarten. Ein weiterer wichtiger Eintrag von Magnesium in den Boden sind heute Düngemittel.

Im Boden kommt Magnesium in drei Formen vor: in Lösung, in austauschbarer Form und in nicht austauschbarer Form.

Magnesium in Bodenlösung liegt in Form löslicher Verbindungen vor. Diese Form von Magnesium steht im Gleichgewicht mit austauschbarem Magnesium.

Das austauschbare Magnesium ist dasjenige, das elektrostatisch an den Tonpartikeln und der organischen Substanz haftet. Diese Fraktion bildet zusammen mit dem Magnesium in der Bodenlösung das Mg, das den Pflanzen zur Verfügung steht.

Nicht austauschbares Magnesium wird als Bestandteil der primären Bodenmineralien gefunden. Es ist Teil des Kristallnetzwerks, das die strukturelle Basis von Bodensilikaten bildet.

Diese Fraktion steht Pflanzen nicht zur Verfügung, da der Abbauprozess von Bodenmineralien über lange Zeiträume erfolgt.

Das im Boden enthaltene Magnesium geht durch Auswaschung verloren und ist in Gebieten mit hohem Niederschlag und in Böden mit sandiger Textur höher. Durch Auswaschung verlorenes Magnesium gelangt in die Ozeane und bildet einen Teil des Meerwassers.

Ein weiterer wichtiger Magnesiumverlust im Boden ist die Ernte (in der Landwirtschaft). Diese Biomasse wird außerhalb des Produktionsbereichs verbraucht und gelangt nicht in Form von Ausscheidungen in den Boden zurück.

Magnesium in Lebewesen

Magnesium, das von Pflanzen aus dem Boden aufgenommen wird, ist ein Kation mit zwei positiven Ladungen (Mg ²⁺ ). Die Absorption erfolgt über zwei Mechanismen: passive Absorption und Diffusion.

85% des Magnesiums gelangen durch passive Absorption in die Pflanze, angetrieben durch den Transpirationsstrom oder den Massenstrom. Der Rest des Magnesiums tritt durch Diffusion und Bewegung von Ionen aus Bereichen hoher Konzentration in Bereiche niedriger Konzentration ein.

Das von Zellen assimilierte Magnesium hängt zum einen von seiner Konzentration in der Bodenlösung ab. Andererseits hängt es von der Häufigkeit anderer Kationen wie Ca ²⁺ , K ⁺ , Na ⁺ und NH ^{4+ ab} , die mit Mg ²⁺ konkurrieren .

Tiere erhalten Magnesium, wenn sie Pflanzen konsumieren, die reich an diesem Mineral sind. Ein Teil dieses Magnesiums wird im Dünndarm abgelagert und der Rest wird ausgeschieden, um in den Boden zurückzukehren.

In Zellen werden die interstitiellen und systemischen Konzentrationen von freiem Magnesium durch seinen Fluss durch die Plasmamembran entsprechend den Stoffwechselanforderungen der Zelle selbst reguliert.

Dies geschieht durch Kombination der Mechanismen der Dämpfung (Transport von Ionen zum Speicher oder in extrazelluläre Räume) und Pufferung (Bindung von Ionen an Proteine ​​und andere Moleküle).

Bedeutung

Der Magnesiumkreislauf ist ein wesentlicher Prozess für das Leben. Einer der wichtigsten Prozesse für alles Leben auf dem Planeten, die Photosynthese, hängt vom Fluss dieses Minerals ab.

Der Magnesiumzyklus interagiert mit anderen biogeochemischen Kreisläufen und ist am biochemischen Gleichgewicht anderer Elemente beteiligt. Es ist Teil des Kalzium- und Phosphorkreislaufs und an deren Kräftigungs- und Fixierungsprozessen beteiligt.

Bedeutung von Magnesium bei Lebewesen

In Pflanzen ist Magnesium ein struktureller Bestandteil des Chlorophyllmoleküls, weshalb es an der Photosynthese und an der Fixierung von CO ₂ als Coenzym beteiligt ist. Darüber hinaus ist es an der Synthese von Kohlenhydraten und Proteinen sowie am Abbau von Kohlenhydraten in Brenztraubensäure (Atmung) beteiligt.

Magnesium hat wiederum eine aktivierende Wirkung auf die Glutaminsynthetase, ein essentielles Enzym bei der Bildung von Aminosäuren wie Glutamin.

Bei Menschen und anderen Tieren spielen Magnesiumionen eine wichtige Rolle bei der Coenzymaktivität. Es ist an der Bildung von Neurotransmittern und Neuromodulatoren sowie an der Repolarisation von Neuronen beteiligt. Es beeinflusst auch die Gesundheit der Darmbakterienflora.

Magnesium greift wiederum in den Bewegungsapparat ein. Es ist ein wichtiger Bestandteil der Zusammensetzung von Knochen. Es greift in die Muskelentspannung ein und ist an der Regulierung der Herzfrequenz beteiligt.

Verweise

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