La chlorophylle et le magnésium sont liés en ce que la molécule de chlorophylle contient un ion magnésium. Les plantes vertes dépendent de la chlorophylle pour la photosynthèse et le magnésium est nécessaire à la production de chlorophylle. Cet élément est donc un nutriment essentiel pour les plantes vertes. Dans le processus de photosynthèse, les plantes vertes utilisent l’énergie de la lumière du soleil pour synthétiser le glucose à partir de l’eau et du dioxyde de carbone. L’oxygène est produit en tant que sous-produit de cette réaction et ce processus est donc en grande partie responsable du maintien des niveaux d’oxygène sur la planète.
La structure de la chlorophylle lui permet de jouer un rôle crucial dans la photosynthèse. Les molécules de chlorophylle sont des porphyrines, un groupe de composés qui ont en commun un arrangement de quatre atomes d’azote avec un espace au centre qui leur permet d’incorporer un ion métallique qui peut se lier aux atomes d’azote. Cette formation existe dans les molécules de chlorophylle et les ions magnésium se trouvent au centre. Les porphyrines sont souvent fortement colorées en raison de leur tendance à absorber la lumière de fréquences particulières. La chlorophylle absorbe très efficacement la lumière rouge et bleue, laissant la lumière verte se refléter ; cela explique la couleur des plantes vertes.
Il y a un certain nombre d’étapes impliquées dans la photosynthèse, mais cela implique essentiellement le transfert d’électrons de l’eau (H2O) au dioxyde de carbone (CO2), libérant l’oxygène (O2) du dioxyde de carbone, ce qui permet à l’eau de se combiner avec le carbone pour faire glucose (C6H12O6) — le glucide le plus simple. Le processus est très complexe, mais suit l’équation : 6H2O + 6CO2 6O2 + C6H12O6. Le glucose est la principale source d’énergie pour les cellules végétales mais aussi pour les animaux, qui l’obtiennent directement ou indirectement à partir des plantes. Dans une étape cruciale, la lumière absorbée par la chlorophylle excite des électrons dans les molécules, leur permettant d’être transférés à d’autres molécules. La chlorophylle et le magnésium sont liés dans cette étape car le magnésium aide la molécule à absorber la lumière et maintient les électrons dans un état excité afin qu’ils puissent être transférés.
Outre son rôle dans la chlorophylle, le magnésium est également impliqué dans la capture du dioxyde de carbone qui fournit le carbone pour la fabrication du glucose. Il aide à activer l’enzyme ribulose-1,5-biphosphate carboxylase oxygénase (RuBisCO), qui catalyse l’incorporation de dioxyde de carbone dans les molécules impliquées dans la photosynthèse. Ce processus est connu sous le nom de fixation du dioxyde de carbone.
La production de chlorophylle et la disponibilité du magnésium dans le sol sont fortement liées. La carence en magnésium se manifeste chez les plantes par le jaunissement des feuilles entre les nervures. Ceci est connu sous le nom de chlorose et a tendance à être observé en premier dans les feuilles plus âgées, car la plante décompose la chlorophylle dans les parties les plus anciennes de la plante pour maintenir les niveaux dans les zones en croissance active. Lorsque les sols sont déficients en cet élément, ils peuvent être traités avec une source de magnésium telle que le calcaire dolomitique moulu ou le sulfate de magnésium, également connu sous le nom de sels d’Epsom.