Melvin Ellis Calvin (8. huhtikuuta 1911 – 8. tammikuuta 1997) oli yhdysvaltalainen kemisti, joka tunnetaan parhaiten fotosynteesin hiilen sidonnan mekanismin selvittämisestä. Hän johti tutkimusryhmää, jonka jäseninä olivat mm. Andrew Benson ja James Bassham, ja heidän työnsä tuloksena kuvattiin nyt kuuluisa Calvinin sykli. Tästä työstä Calvinille myönnettiin Nobelin kemianpalkinto vuonna 1961; Calvin oli palkinnon ainoa saaja kyseisenä vuonna. Hän vietti suurimman osan viiden vuosikymmenen mittaisesta urastaan Kalifornian yliopistossa Berkeleyssä, missä hän teki uraauurtavaa biokemian ja fotosynteesin tutkimusta.
Työ fotosynteesin mekanismin parissa
Calvinin ryhmä käytti radioaktiivista hiilen isotooppia, hiili-14:tä, merkkiaineena kartoittaakseen tarkasti ne kemialliset väliainemet, joiden kautta hiili kulkee kasvin fotosynteesin aikana. Työ tehtiin usein mikrolevyillä ja yksinkertaisilla leväkasvustoilla (esim. Chlorella), ja reaktioseoksia analysoitiin mm. paperikromatografialla. Näin tutkijat pystyivät tunnistamaan lyhytaikaisia välituotteita ja seuraamaan, miten ilmakehän hiilidioksidi kulkeutuu ensin kasvin biokemian kautta ja lopulta muuttuu hiilihydraateiksi ja muiksi orgaanisiksi yhdisteiksi.
Calvinin sykli
Calvinin sykli (tunnetaan myös nimellä Calvin–Benson–Basshamin sykli) kuvaa fotosynteesin pimeäreaktioiden sarjaa, jossa CO2 sitoutuu ja muunnetaan orgaanisiksi yhdisteiksi. Keskeisiä vaiheita ovat hiilen fiksoituminen ribuloosi-1,5-bisfosfaatin (RuBP) avulla, syntyneen 3-fosfoglyseraatin (3-PGA) pelkistyminen ja glyseraldehydi-3-fosfaatin (G3P) muodostuminen sekä RuBP:n uusiutuminen sykliä varten. Calvinin ryhmän työ osoitti, miten valoenergia vaikuttaa klorofyllin kautta aloittamaan orgaanisten yhdisteiden muodostuksen ja miten pimeäreaktiot kytkeytyvät valoreaktioihin.
Nobelpalkinto ja merkitys
Calvin sai Nobelin kemianpalkinnon 1961 työstään fotosynteesin hiilen sitomisen mekanismin selvittämisestä. Palkinnon perusteluissa korostettiin työn tieteellistä läpimurtoa ja sen laajaa merkitystä biologialle, kasvitieteelle ja maataloustieteille. Calvinin löydökset antoivat perustan myöhemmälle kasvien biokemian ja molekyylibiologian tutkimukselle sekä auttoivat ymmärtämään globaalin hiilenkierron perusteita.
Muu ura ja vaikutus
Calvin osallistui 1950-luvulla laaja-alaisempaan tieteelliseen keskusteluun ja oli yksi Society for General Systems Research -järjestön ensimmäisistä jäsenistä. Vuonna 1963 hänelle myönnettiin molekyylibiologian professorin arvonimi, ja hän julkaisi myöhemmin oman elämäkertansa Valon jäljillä: tieteellinen odysseia, jossa hän kuvaa tutkimustyön vaiheita ja tieteellisiä oivalluksiaan. Calvinin työn vaikutukset ulottuvat edelleen: Calvinin sykli on keskeinen osa biologian opetusta ja sen periaatteita hyödynnetään esimerkiksi maatalouden ja ilmastonmuutostutkimuksen sovelluksissa.
Calvinin tutkimustyö yhdisti kokeellisia merkkiaine- ja analyysimenetelmiä sekä tarkkaa kemiallista päättelyä, ja se on esimerkki siitä, miten yksinkertaisilla kokeilla voidaan paljastaa elämän perusrutiineja. Hän kuoli 8. tammikuuta 1997 jättäen jälkeensä laajan tieteellisen perinnön.