Ciclo del magnesio: qué es, características, componentes e importancia
¿Qué es el ciclo del magnesio?
El ciclo del magnesio es el proceso biogeoquímico que describe el flujo y transformación del magnesio entre el suelo y los seres vivos. El magnesio se encuentra en la naturaleza principalmente en las rocas calizas y mármol. Ingresa al suelo por erosión, donde una parte está disponible para ser absorbido por las plantas, y a través de ellas alcanza toda la trama trófica.
Una parte del magnesio en los seres vivos regresa al suelo al ser excretada de los animales o por descomposición de plantas y animales. En el suelo, una fracción de magnesio se pierde por lixiviación, y por escorrentía llega a los océanos.
El ciclo del magnesio es de gran importancia para la vida en el planeta. De él depende la fotosíntesis, al ser este mineral una parte importante de la molécula de clorofila. En los animales es importante en el equilibrio neurológico y hormonal del organismo. Además de ser base estructural de músculos y huesos.
Características del ciclo del magnesio
– El magnesio es un elemento químico, cuyo símbolo es Mg. Su número atómico es 12 y su masa es 24,305.
– El magnesio puro no está disponible en la naturaleza. Se encuentra formando parte de la composición de más de 60 minerales, como la dolomía, la dolomita, la magnesita, la brucita, la carnalita y el olivino.
– Es un metal liviano, medianamente fuerte, color blanco plateado e insoluble. Es el séptimo elemento más abundante de la corteza terrestre y el tercero más abundante en el agua de mar.
– Constituye el 0.75% de la materia seca de las plantas. Forma parte de la molécula de clorofila, por lo que interviene en la fotosíntesis. Además, participa en la síntesis de aceites y proteínas y en la actividad enzimática del metabolismo energético.
Componentes
El ciclo global del magnesio puede comprenderse mejor si se estudia como dos ciclos más sencillos que interactúan entre sí: el magnesio en el ambiente y el magnesio en los seres vivos.
Magnesio en ambiente
El magnesio se encuentra en altas concentraciones en las rocas calizas y mármol. La mayor parte del magnesio presente en el suelo proviene de la erosión de este tipo de rocas. Otra entrada importante de magnesio al suelo en la actualidad son los fertilizantes.
En el suelo, el magnesio se presenta en tres formas: en solución, en forma intercambiable y en forma no intercambiable.
El magnesio en la solución del suelo, se encuentra disponible en forma de compuestos solubles. Esta forma de magnesio está en equilibrio con el magnesio intercambiable.
El magnesio intercambiable es el que está adherido electrostáticamente a las partículas de arcilla y materia orgánica. Esta fracción, junto al magnesio en solución del suelo, constituye el Mg disponible para las plantas.
El magnesio no intercambiable se encuentra como componente de los minerales primarios del suelo. Forma parte de la red de cristales que constituye la base estructural de los silicatos del suelo.
Esta fracción no está disponible para las plantas, debido a que el proceso de degradación de los minerales del suelo ocurre en largos periodos de tiempo.
El magnesio contenido en el suelo se pierde por lixiviación, siendo mayor en zonas con elevada pluviosidad y en suelos arenosos. El magnesio perdido por lixiviación llega a los océanos para formar parte del agua de mar.
Otra pérdida importante de magnesio en el suelo es la cosecha (en agricultura). Esta biomasa es consumida fuera de la zona de producción y no regresa al suelo en forma de excretas.
Magnesio en los seres vivos
El magnesio absorbido por las plantas del suelo es un catión de dos cargas positivas (Mg2+). La absorción ocurre a través de dos mecanismos: la absorción pasiva y la difusión.
El 85% del magnesio ingresa a la planta a través de la absorción pasiva, impulsado por la corriente de transpiración o flujo de masa. El resto del magnesio entra por difusión, movimiento de iones desde zonas de alta concentración hacia zonas de menor concentración.
El magnesio asimilado por las células depende, por una parte, de su concentración en la solución del suelo. Por otra parte, depende de la abundancia de otros cationes como Ca2+, K+, Na+ y NH4+ que compiten con el Mg2+.
Los animales obtienen el magnesio cuando consumen plantas ricas en este mineral. Una parte de este magnesio se deposita en el intestino delgado y el resto se excreta, para regresar al suelo.
En las células, las concentraciones intersticiales y sistémicas de magnesio libre son reguladas a través de su flujo por la membrana plasmática, según los requerimientos metabólicos de la propia célula.
Esto ocurre al combinar los mecanismos de muffling (el transporte de iones hacia el almacenamiento o espacios extracelulares) y buffering (unión de iones a proteínas y otras moléculas).
Importancia
El ciclo del magnesio constituye un proceso esencial para la vida. Del flujo de este mineral depende uno de los procesos más importantes para toda la vida en el planeta, la fotosíntesis.
El ciclo del magnesio interactúa con otros ciclos biogeoquímicos, participando en el equilibrio bioquímico de otros elementos. Forma parte del ciclo del calcio y del fósforo e interviene en los procesos de fortalecimiento y fijación de los mismos.
Importancia del magnesio en los seres vivos
En las plantas, el magnesio forma parte estructural de la molécula de clorofila, por lo que interviene en la fotosíntesis y en la fijación de CO₂ como coenzima.
Además, interviene en la síntesis de carbohidratos y proteínas, así como en la ruptura de los carbohidratos en ácido pirúvico (respiración).
A su vez, el magnesio tiene un efecto activador de la glutamina sintetasa, una enzima esencial en la formación de aminoácidos como la glutamina.
En los seres humanos, y otros animales, los iones de magnesio cumplen funciones importantes en la actividad de coenzimas. Interviene en la formación de neurotransmisores y neuromoduladores y en la repolarización de las neuronas. También incide sobre la salud de la flora bacteriana intestinal.
A su vez, el magnesio interviene en el sistema músculo-esquelético. Forma parte importante de la composición de los huesos. Interviene en la relajación muscular y participa en la regulación del ritmo cardíaco.
Referencias
- Campo, J., J. M. Maass, V J. Jaramillo y A. Martínez Yrízar (2000). Calcium, potassium, and magnesium cycling in aMexican tropical dry forest ecosystem. Biogeochemistry.
- Nelson, D.L. y Cox, M.M. (2007). Lehninger: Principios de bioquímica. Ediciones Omega.
- Yabe, T. y Yamaji, T. (2011). The Magnesium Civilization: An Alternative New Source of Energy to Oil. Editorial Pan Stanford.