Was ist der Calvin-Zyklus?
Der Calvin-Zyklus ist ein Prozess, bei dem gespeicherte Energie verwendet wird, um verwendbare Verbindungen in einem photosynthetischen Organismus zu erzeugen. Diese chemische Reaktion wird manchmal als Calvin-Bensom-Bassham-Zyklus bezeichnet, nachdem Melvin Calvin, James Bassham und Andrew Benson, die Forscher der University of California, den Prozess zuerst beschrieben haben. Die Chemie hinter dem Calvin-Zyklus ist äußerst komplex, aber die Grundlagen können von Laien verstanden werden.
Photosynthetische Organismen nutzen das Sonnenlicht, um Energie zu erzeugen, die in Form mehrerer chemischer Verbindungen gespeichert wird. Für den Organismus ist dies nur der erste Schritt, da die Energie nach dem Speichern nichts mehr für den Organismus tut. Im Calvin-Zyklus wird die Energie verwendet, um Kohlendioxid in einen Zucker umzuwandeln, der von der Pflanze in einem Prozess verwendet werden kann, der manchmal als Kohlenstofffixierung bezeichnet wird.
Dieser Prozess findet im Stroma statt, einem Netzwerk von Bindegewebe in den Chloroplasten des Organismus. Chloroplasten sind spezialisierte Organellen, die in den Zellen von photosynthetischen Organismen vorkommen. Damit der Calvin-Zyklus abläuft, müssen bestimmte Enzyme durch Sonneneinstrahlung ausgelöst werden. Diese Enzyme binden an den Kohlenstoff in Kohlendioxid und lösen eine Kettenreaktion aus, die zur Bildung eines Zuckers führt.
Einige Leute bezeichnen den Calvin-Zyklus als dunkle oder lichtunabhängige Reaktion und verweisen auf die Tatsache, dass sie unabhängig von der Anwesenheit von Sonnenlicht stattfinden kann. Das Sonnenlicht spielt jedoch immer noch eine entscheidende Rolle, da die für den Calvin-Zyklus verantwortlichen Enzyme nur dann aktiv sind, wenn sie durch Sonnenlicht stimuliert wurden. Während der Calvin-Zyklus mitten in der Nacht stattfinden kann, muss der Organismus regelmäßig der Sonne ausgesetzt werden, um Energie zu speichern und die Enzyme zu aktivieren, damit der Calvin-Zyklus fortgesetzt werden kann.
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 sowohl wegen der allgemeinen Neugier über die Funktionsweise der Welt als auch wegen der Erklärung, wie Pflanzen Kohlenstoff verwenden, von Interesse. Pflanzen sind dafür bekannt, Kohlendioxid aufzunehmen und Sauerstoff freizusetzen, was einen enormen Einfluss auf das Weltklima hat. Die Kohlenstoff-Fixierung kann dazu beitragen, Kohlendioxid aus der Luft zu entfernen und gleichzeitig einen Vorrat an nutzbarem Sauerstoff zu erzeugen. Einige Untersuchungen haben ergeben, dass sich durch diesen Prozess die Erdatmosphäre gebildet hat Leben zu erscheinen.