CYKLUS HORČÍKA: VLASTNOSTI, ZLOŽKY A VÝZNAM - PROSTREDIE - 2026

Cyklus horčík je biogeochemical proces, ktorý popisuje tok a transformáciu horčíka medzi pôdy a živých bytostí. Horčík sa v prírode vyskytuje hlavne vo vápencových a mramorových horninách. Eróziou vstupuje do pôdy, kde je časť, ktorú môžu absorbovať rastliny, a cez ňu dosahuje celú trofickú sieť.

Časť horčíka v živých bytostiach sa vracia do pôdy, keď sa vylučuje zo zvierat alebo rozkladom rastlín a zvierat. V pôde sa vylúhovaním stráca frakcia horčíka a odtokom sa dostáva do oceánov.

Obrázok: Nedostatok horčíka u druhu dlane. Autor: Scot Nelson na flickr.com

Cyklus horčíka má veľký význam pre život na planéte. Fotosyntéza závisí od toho, pretože tento minerál je dôležitou súčasťou molekuly chlorofylu. U zvierat je dôležitá v neurologickej a hormonálnej rovnováhe tela. Okrem toho, že je štrukturálnou základňou svalov a kostí.

Všeobecné charakteristiky

Horčík je chemický prvok, ktorého symbolom je Mg. Jeho atómové číslo je 12 a jej hmotnosť je 24,305.

Čistý horčík nie je v prírode dostupný. Zistilo sa, že tvorí súčasť zloženia viac ako 60 minerálov, ako je dolomit, dolomit, magnezit, brucit, karnalit a olivín.

Horčík je ľahký, stredne silný, strieborne biely, nerozpustný kov. Je to siedmy najhojnejší prvok v zemskej kôre a tretí najhojnejší v morskej vode.

Horčík predstavuje 0,75% sušiny rastlín. Je súčasťou molekuly chlorofylu, takže sa podieľa na fotosyntéze. Podieľa sa tiež na syntéze olejov a proteínov a na enzymatickej aktivite energetického metabolizmu.

súčasti

Globálny uhlíkový cyklus možno lepšie pochopiť, ak sa študuje ako dva jednoduchšie cykly, ktoré vzájomne pôsobia: horčík v životnom prostredí a horčík v živých veciach.

Horčík v životnom prostredí

Horčík sa nachádza vo vysokých koncentráciách vo vápencových a mramorových horninách. Väčšina horčíka prítomného v pôde pochádza z erózie týchto druhov hornín. Ďalším dôležitým vstupom horčíka do pôdy sú dnes hnojivá.

V pôde sa horčík vyskytuje v troch formách: v roztoku, v zameniteľnej forme a v zameniteľnej forme.

Horčík v pôdnom roztoku je dostupný vo forme rozpustných zlúčenín. Táto forma horčíka je v rovnováhe s vymeniteľným horčíkom.

Vymeniteľný horčík je ten, ktorý je elektrostaticky priľnutý k časticiam ílu a organickej hmote. Táto frakcia spolu s horčíkom v pôdnom roztoku tvorí Mg dostupný pre rastliny.

Nevymeniteľný horčík sa nachádza ako súčasť primárnych pôdnych minerálov. Je súčasťou kryštálovej siete, ktorá tvorí štrukturálnu základňu pôdnych kremičitanov.

Táto frakcia nie je rastlinám k dispozícii, pretože k degradácii pôdnych minerálov dochádza po dlhú dobu.

Horčík obsiahnutý v pôde sa stráca lúhovaním, je vyšší v oblastiach s veľkými zrážkami av pôdach s piesočnatou textúrou. Horčík stratený pri vylúhovaní sa dostáva do oceánov a tvorí časť morskej vody.

Ďalšou významnou stratou horčíka v pôde je úroda (v poľnohospodárstve). Táto biomasa sa spotrebúva mimo výrobnej oblasti a nevracia sa do pôdy vo forme exkrementov.

Horčík v živých veciach

Horčík absorbovaný rastlinami z pôdy je katión s dvoma pozitívnymi nábojmi (Mg ²⁺ ). K absorpcii dochádza dvoma mechanizmami: pasívnou absorpciou a difúziou.

85% horčíka vstupuje do rastliny pasívnou absorpciou, poháňanou transpiračným prúdom alebo hmotnostným tokom. Zvyšok horčíka vstupuje difúziou, pohybom iónov z oblastí s vysokou koncentráciou do oblastí s nižšou koncentráciou.

Horčík asimilovaný bunkami závisí na jednej strane od jeho koncentrácie v pôdnom roztoku. Na druhej strane závisí od množstva iných katiónov, ako sú Ca2 ⁺ , K ⁺ , Na ⁺ a NH4 ^+, ktoré konkurujú s Mg2 ⁺ .

Zvieratá získavajú horčík, keď konzumujú rastliny bohaté na tento minerál. Časť tohto horčíka sa ukladá v tenkom čreve a zvyšok sa vylučuje, aby sa vrátil do pôdy.

V bunkách sú intersticiálne a systémové koncentrácie voľného horčíka regulované prostredníctvom svojho toku plazmatickou membránou podľa metabolických požiadaviek samotnej bunky.

K tomu dochádza kombináciou mechanizmov tlmenia (transport iónov do skladovacích alebo extracelulárnych priestorov) a pufrovania (väzba iónov na proteíny a iné molekuly).

dôležitosť

Horčíkový cyklus je pre život nevyhnutný proces. Jeden z najdôležitejších procesov pre celý život na planéte, fotosyntéza, závisí od toku tohto minerálu.

Cyklus horčíka interaguje s inými biogeochemickými cyklami a zúčastňuje sa na biochemickej rovnováhe ostatných prvkov. Je súčasťou cyklu vápnika a fosforu a podieľa sa na ich procesoch posilňovania a fixácie.

Význam horčíka v živých bytostiach

V rastlinách, horčík je konštrukčná časť molekuly chlorofylu, čo je dôvod, prečo sa podieľa na fotosyntéze a fixáciu CO ₂ ako koenzým. Okrem toho sa podieľa na syntéze uhľohydrátov a proteínov, ako aj na rozklade uhľohydrátov na kyselinu pyruvátovú (dýchanie).

Horčík má zase aktivačný účinok na glutamín syntetázu, esenciálny enzým pri tvorbe aminokyselín, ako je glutamín.

U ľudí a iných zvierat hrajú ióny horčíka dôležitú úlohu pri koenzýmovej aktivite. Podieľa sa na tvorbe neurotransmiterov a neuromodulátorov a na repolarizácii neurónov. Ovplyvňuje aj zdravie črevnej bakteriálnej flóry.

Na druhej strane horčík zasahuje do pohybového aparátu. Je dôležitou súčasťou zloženia kostí. Zasahuje do svalovej relaxácie a podieľa sa na regulácii srdcovej frekvencie.

Referencie

1. Campo, J., JM Maass, V.J. Jaramillo a A. Martínez Yrízar. (2000). Cyklus vápnika, draslíka a horčíka v tropickom suchom lesnom ekosystéme Mexika. Biogeochemistry 49: 21-36.
2. Nelson, DL a Cox, MM 2007. Lehninger: Principles of Biochemistry, piate vydanie. Vydania Omega. Barcelona. 1286 s.
3. Quideau, SA, RC Graham, OA Chadwick a HB Wood. (1999). Biogeochemické cyklovanie vápnika a horčíka Ceanothusom a Chamiseom. 63: 1880 - 1888, časopis Soil Science Society of America.
4. Yabe, T. a Yamaji, T. (2011) Magnesium Civilization: Alternatívny nový zdroj energie k rope. Editorial Pan Stanford. Singapore. 147 pp.
5. Prispievatelia Wikipedia. (2018, 22. decembra). Horčík v biológii. Na Wikipédii, Encyklopédia zadarmo. Získané 15:19, 28. decembra 2018, z wikipedia.org.
6. Göran I. Ågren, Folke a O. Andersson. (2012). Ekológia suchozemských ekosystémov: zásady a aplikácie. Cambridge University Press.