CYCLE DU MAGNÉSIUM: CARACTÉRISTIQUES, COMPOSANTS ET IMPORTANCE - ENVIRONNEMENT - 2024

Le cycle du magnésium est le processus biogéochimique qui décrit l'écoulement et la transformation du magnésium entre le sol et les êtres vivants. Le magnésium se trouve dans la nature principalement dans les roches calcaires et marbrées. Par érosion, il pénètre dans le sol, où une partie est disponible pour être absorbée par les plantes, et à travers elles atteint tout le réseau trophique.

Une partie du magnésium des êtres vivants retourne dans le sol lorsqu'elle est excrétée par les animaux ou par décomposition de plantes et d'animaux. Dans le sol, une fraction du magnésium est perdue par lessivage et par ruissellement, elle atteint les océans.

Image: Carence en magnésium chez une espèce de palmier. Auteur: Scot Nelson sur flickr.com

Le cycle du magnésium est d'une grande importance pour la vie sur la planète. La photosynthèse en dépend, car ce minéral est une partie importante de la molécule de chlorophylle. Chez les animaux, il est important dans l'équilibre neurologique et hormonal du corps. En plus d'être la base structurelle des muscles et des os.

Caractéristiques générales

Le magnésium est un élément chimique dont le symbole est Mg. Son numéro atomique est 12 et sa masse est 24.305.

Le magnésium pur n'est pas disponible dans la nature. Il fait partie de la composition de plus de 60 minéraux, tels que la dolomite, la dolomite, la magnésite, la brucite, la carnalite et l'olivine.

Le magnésium est un métal insoluble léger, moyennement fort, blanc argenté. C'est le septième élément le plus abondant de la croûte terrestre et le troisième le plus abondant en eau de mer.

Le magnésium constitue 0,75% de la matière sèche des plantes. Il fait partie de la molécule de chlorophylle donc il est impliqué dans la photosynthèse. Il participe également à la synthèse des huiles et des protéines et à l'activité enzymatique du métabolisme énergétique.

Composants

Le cycle global du carbone peut être mieux compris s'il est étudié comme deux cycles plus simples qui interagissent l'un avec l'autre: le magnésium dans l'environnement et le magnésium dans les êtres vivants.

Magnésium dans l'environnement

Le magnésium se trouve en fortes concentrations dans les roches calcaires et marbrées. La majeure partie du magnésium présent dans le sol provient de l'érosion de ces types de roches. Les engrais constituent un autre apport important de magnésium dans le sol.

Dans le sol, le magnésium se présente sous trois formes: en solution, sous forme interchangeable et sous forme non interchangeable.

Le magnésium en solution de sol est disponible sous forme de composés solubles. Cette forme de magnésium est en équilibre avec le magnésium échangeable.

Le magnésium échangeable est celui qui adhère électrostatiquement aux particules d'argile et à la matière organique. Cette fraction, avec le magnésium en solution du sol, constitue le Mg disponible pour les plantes.

Le magnésium non échangeable est un composant des minéraux primaires du sol. Il fait partie du réseau cristallin qui constitue la base structurelle des silicates du sol.

Cette fraction n'est pas disponible pour les plantes, car le processus de dégradation des minéraux du sol se produit sur de longues périodes de temps.

Le magnésium contenu dans le sol est perdu par lessivage, étant plus élevé dans les zones à fortes précipitations et dans les sols à texture sableuse. Le magnésium perdu par lessivage atteint les océans pour faire partie de l'eau de mer.

Une autre perte importante de magnésium dans le sol est la récolte (en agriculture). Cette biomasse est consommée en dehors de la zone de production et ne retourne pas au sol sous forme d'excréments.

Magnésium dans les êtres vivants

Le magnésium absorbé par les plantes à partir du sol est un cation à deux charges positives (Mg ²⁺). L'absorption se produit par deux mécanismes: l'absorption passive et la diffusion.

85% du magnésium pénètre dans la plante par absorption passive, entraînée par le flux de transpiration ou le débit massique. Le reste du magnésium entre par diffusion, mouvement d'ions des zones de concentration élevée vers les zones de concentration plus faible.

Le magnésium assimilé par les cellules dépend, d'une part, de sa concentration dans la solution du sol. D'autre part, cela dépend de l'abondance d'autres cations tels que Ca ²⁺, K ⁺, Na ⁺ et NH ⁴⁺ qui rivalisent avec Mg ²⁺.

Les animaux obtiennent du magnésium lorsqu'ils consomment des plantes riches en ce minéral. Une partie de ce magnésium se dépose dans l'intestin grêle et le reste est excrété, pour retourner dans le sol.

Dans les cellules, les concentrations interstitielles et systémiques de magnésium libre sont régulées par son flux à travers la membrane plasmique, en fonction des besoins métaboliques de la cellule elle-même.

Cela se produit en combinant les mécanismes d'étouffement (le transport des ions vers les espaces de stockage ou extracellulaires) et de tamponnage (liaison des ions aux protéines et autres molécules).

Importance

Le cycle du magnésium est un processus essentiel à la vie. L'un des processus les plus importants de toute vie sur la planète, la photosynthèse, dépend de l'écoulement de ce minéral.

Le cycle du magnésium interagit avec d'autres cycles biogéochimiques, participant à l'équilibre biochimique d'autres éléments. Il fait partie du cycle du calcium et du phosphore et participe à leurs processus de renforcement et de fixation.

Importance du magnésium chez les êtres vivants

Chez les plantes, le magnésium est une partie structurelle de la molécule de chlorophylle, c'est pourquoi il est impliqué dans la photosynthèse et dans la fixation du CO _{2 en} tant que coenzyme. De plus, il est impliqué dans la synthèse des glucides et des protéines, ainsi que dans la dégradation des glucides en acide pyruvique (respiration).

À son tour, le magnésium a un effet activateur sur la glutamine synthétase, une enzyme essentielle dans la formation d'acides aminés tels que la glutamine.

Chez l'homme et d'autres animaux, les ions magnésium jouent un rôle important dans l'activité des coenzymes. Il est impliqué dans la formation de neurotransmetteurs et de neuromodulateurs et dans la repolarisation des neurones. Il affecte également la santé de la flore bactérienne intestinale.

À son tour, le magnésium intervient dans le système musculo-squelettique. C'est une partie importante de la composition des os. Il intervient dans la relaxation musculaire et participe à la régulation de la fréquence cardiaque.

Références

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