Melvin Calvin foi um bioquímico americano que ganhou o Prêmio Nobel em 1961 pela descoberta (em 1950) de um dos muitos "hiperciclos" autocatalíticos fundamentais para o metabolismo dos seres vivos. O chamado " ciclo de Calvin " faz parte da fotossíntese nas plantas e converte dióxido de carbono em glicose.

Manfred Eigen tornou os "hiperciclos" famosos e ganhou o Prêmio Nobel de 1967 por explicar (em 1950) as rápidas reações químicas envolvidas.

Em 1932, Hans Krebs descobriu o primeiro hiperciclo, o ciclo da ureia , que converte amônia (NH₃ ₎ em ureia (NH₂ _- O-NH₂ ₎ . A ureia, por sua vez, é utilizada como fertilizante para plantas. O hiperciclo em humanos que é paralelo ao ciclo de Calvin em plantas é o ciclo do ácido cítrico . Ele também foi descoberto por Krebs em 1950 e é frequentemente chamado de ciclo de Krebs.

Utilizando o isótopo radioativo carbono-14, Calvin e seus colegas acompanharam o caminho percorrido pelo carbono na fotossíntese, desde o CO₂ _da atmosfera até a transformação em carboidratos, principal alimento dos animais. O ciclo utiliza duas moléculas de ATP, ricas em energia, para converter o dióxido de carbono atmosférico inorgânico em alimento, um processo que pode ser crucial para mitigar as mudanças climáticas futuras.

Em 1969, Calvin publicou seu livro " Evolução Química, Evolução Molecular Rumo à Origem dos Sistemas Vivos na Terra e em Outros Lugares" . Embora relutasse em oferecer uma definição de vida e suas origens, Calvin nos apresenta os aspectos essenciais, conforme os enxergava na década de 1960.

Neste momento, não pretendo definir um "sistema vivo" em termos abstratos que possam ser aplicáveis a qualquer conjunto de matéria: por exemplo, para uso em exploração extraterrestre, ou talvez para definir a natureza do homem. Deixarei essas discussões para depois de termos explorado o problema específico da vida terrestre como a conhecemos, ou seja, os elementos que a constituem e a maneira como esses elementos se organizam e funcionam.

Em uma primeira aproximação, essa função parece ser o uso direcionado de energia para criar ordem a partir de um ambiente desordenado, ou menos ordenado: em termos biológicos, crescimento e diferenciação. Poderíamos também usar termos químicos ou termodinâmicos, como o princípio da termodinâmica irreversível que exige uma "taxa mínima de aumento de entropia", o que poderia ter como corolário a exigência de uma "biomassa" máxima. Mas creio que isso levaria a alguma confusão, e me limitarei aos termos biológicos mais familiares. Além disso, a função parece ser gerar e transmitir o "programa" para crescimento e diferenciação a outro sistema, ou seja, a reprodução. Finalmente, a função inclui a mudança no "programa" em resposta a um ambiente em transformação; os termos biológicos correlatos seriam mutação e seleção.

Os tipos gerais de materiais de construção (mostrados na Tabela 5.2) são bastante conhecidos.

Existem quatro biopolímeros principais: proteínas, ácidos nucleicos, polissacarídeos e lipídios. Além disso, há uma grande variedade de pequenas moléculas que atuam na manipulação de energia (flavinas, clorofilas, heme, ATP, coenzima Q, etc.) e na manipulação de materiais (coenzima A, vitamina B12 ⁾ , bem como materiais de transmissão de sinais (hormônios, feromônios) e similares. Esses materiais estão organizados em estruturas altamente ordenadas em todos os níveis, a partir das moléculas mais simples. Os padrões das estruturas celulares e subcelulares e os detalhes das estruturas dos substratos já são bem conhecidos. As moléculas de polímeros, incluindo enzimas, estão organizadas em ribossomos e mitocôndrias, cromossomos, quantassomas, etc. A partir daí, até as organelas superiores da célula (estruturas citoplasmáticas, núcleos, membranas), a organização pode ser examinada com o auxílio de instrumentos como o microscópio eletrônico. Presumo, portanto, que os materiais que compõem a célula viva, bem como o nível de organização que será reconhecido, sejam conhecidos pelo leitor. Analisaremos a questão dos sistemas auto-organizáveis mais adiante.

Evolução Química , pp. 106-107

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