Der Calvin-Zyklus ist ein Prozess, bei dem gespeicherte Energie genutzt wird, um nutzbare Verbindungen in einem photosynthetischen Organismus zu erzeugen. Diese chemische Reaktion wird manchmal als Calvin-Bensom-Bassham-Zyklus bezeichnet, nach Melvin Calvin, James Bassham und Andrew Benson, den Forschern der University of California, die den Prozess zuerst beschrieben haben. Die Chemie hinter diesem Zyklus ist äußerst komplex, aber die Grundlagen können auch von Laien verstanden werden.
Photosynthetische Organismen nutzen Sonnenlicht, um Energie zu erzeugen, die in Form verschiedener chemischer Verbindungen gespeichert wird. Für den Organismus ist dies nur der erste Schritt, da die gespeicherte Energie nichts mehr für den Organismus tut. Im Calvin-Zyklus wird die Energie verwendet, um Kohlendioxid in einen Zucker umzuwandeln, der von der Pflanze verwendet werden kann, in einem Prozess, der manchmal als Kohlenstofffixierung bezeichnet wird.
Dieser Prozess findet im Stroma statt, einem Netz von Bindegewebe in den Chloroplasten des Organismus. Chloroplasten sind spezialisierte Organellen, die in den Zellen photosynthetischer Organismen vorkommen. Damit der Calvin-Zyklus ablaufen kann, müssen bestimmte Enzyme durch Sonneneinstrahlung ausgelöst werden. Diese Enzyme binden an den Kohlenstoff im Kohlendioxid und lösen eine Kettenreaktion aus, die zur Bildung eines Zuckers führt.
Manche Leute bezeichnen den Calvin-Zyklus als dunkle Reaktion oder lichtunabhängige Reaktion und beziehen sich auf die Tatsache, dass er unabhängig von Sonnenlicht stattfinden kann oder nicht. Das Sonnenlicht spielt jedoch nach wie vor eine entscheidende Rolle, da die für den Calvin-Zyklus verantwortlichen Enzyme nur dann aktiv sind, wenn sie durch Sonnenlicht stimuliert wurden. Während dieser Zyklus mitten in der Nacht stattfinden kann, benötigt der Organismus dennoch regelmäßige Sonneneinstrahlung, um Energie zu speichern und die Enzyme zu aktivieren, damit der Calvin-Zyklus weiterläuft.
Für den Organismus ist der Calvin-Prozess von entscheidender Bedeutung, da er Verbindungen liefert, die für das Überleben des Organismus notwendig sind. Der Calvin-Prozess ist für den Menschen interessant, sowohl wegen der allgemeinen Neugier, wie die Welt funktioniert, als auch weil er erklärt, wie Pflanzen Kohlenstoff verbrauchen. Pflanzen sind dafür bekannt, Kohlendioxid aufzunehmen und Sauerstoff freizusetzen, eine Eigenschaft, die einen enormen Einfluss auf das Weltklima hat. Die Kohlenstofffixierung kann dabei helfen, Kohlendioxid aus der Luft zu entfernen und gleichzeitig eine Versorgung mit nutzbarem Sauerstoff zu schaffen Leben zu erscheinen.