1. Early Life and Education
Bagian ini menguraikan latar belakang keluarga Melvin Calvin, termasuk asal-usul imigran orang tuanya, serta perjalanan pendidikannya dari sekolah menengah hingga studi pascadoktoral yang membentuk fondasi karier ilmiahnya.
1.1. Birth and Family Background
Melvin Calvin lahir pada 8 April 1911, di St. Paul, Minnesota, Amerika Serikat. Ia adalah putra dari Elias Calvin dan Rose Herwitz, imigran Yahudi dari Kekaisaran Rusia, yang kini dikenal sebagai Lituania dan Georgia. Pada usia muda, keluarga Calvin pindah ke Detroit, Michigan, tempat orang tuanya mengelola toko kelontong untuk mencari nafkah. Sejak kecil, Melvin Calvin sering menunjukkan rasa ingin tahu yang besar, menjelajahi berbagai produk yang tersusun di rak toko orang tuanya.
1.2. Education
Setelah lulus dari Central High School pada tahun 1928, Calvin melanjutkan studinya di Michigan College of Mining and Technology (sekarang dikenal sebagai Michigan Technological University), di mana ia menerima gelar Sarjana Sains pertama di sekolah tersebut dalam bidang kimia pada tahun 1931. Ia kemudian melanjutkan pendidikan doktoralnya di University of Minnesota, meraih gelar Ph.D. pada tahun 1935. Di bawah bimbingan George Glocker, ia meneliti dan menulis tesisnya tentang afinitas elektron halogen.
Setelah meraih gelar doktor, Calvin diundang untuk bergabung dengan laboratorium Michael Polanyi sebagai mahasiswa pascadoktoral di University of Manchester, Inggris. Dua tahun yang ia habiskan di laboratorium tersebut difokuskan pada studi struktur dan perilaku molekul organik.
2. Career
Bagian ini mengulas perjalanan karier Melvin Calvin di University of California, Berkeley, termasuk perannya sebagai profesor dan direktur laboratorium, serta penelitian utamanya tentang fotosintesis dan bidang ilmiah lainnya.
2.1. Joining UC Berkeley and Professorship
Pada tahun 1937, Melvin Calvin diundang oleh Joel Henry Hildebrand, direktur Laboratorium Radiasi University of California, untuk bergabung dengan fakultas di University of California, Berkeley. Penunjukannya ini menjadikannya lulusan non-Berkeley pertama yang dipekerjakan oleh departemen kimia dalam lebih dari 25 tahun. Hildebrand mendorong Calvin untuk melanjutkan penelitian karbon radioaktif, menyatakan bahwa "sekarang adalah waktunya." Penelitian awal Calvin di UC Berkeley didasarkan pada penemuan Martin Kamen dan Sam Ruben mengenai karbon-14 radioaktif berumur panjang pada tahun 1940.
Pada tahun 1947, Calvin dipromosikan menjadi Profesor Kimia dan direktur kelompok Kimia Bio-Organik di Lawrence Berkeley National Laboratory, yang sebelumnya dikenal sebagai Laboratorium Radiasi Lawrence. Pada tahun 1963, ia diberi gelar tambahan sebagai Profesor Biologi Molekuler.
2.2. Establishment and Management of Laboratories
Calvin adalah pendiri dan Direktur Laboratorium Biodinamika Kimia, yang dikenal sebagai RoundhouseBahasa Inggris. Ia juga menjabat sebagai Wakil Direktur Laboratorium Radiasi Berkeley, tempat ia melakukan sebagian besar penelitiannya hingga pensiun pada tahun 1980.
Laboratorium RoundhouseBahasa Inggris yang berbentuk melingkar dirancang untuk memfasilitasi kolaborasi antara mahasiswa dan ilmuwan tamu di laboratorium Calvin. Desain ini mencerminkan rasa ingin tahu Calvin yang tak terpuaskan, yang mendorongnya untuk menguasai banyak bidang dan mengakui manfaat kolaborasi lintas disiplin. Diskusi ilmiah terbuka merupakan bagian besar dari kehidupan sehari-hari mahasiswanya, dan ia ingin menciptakan ruang komunitas di mana semua jenis pemikiran dan pengetahuan dapat disatukan. Untuk memfasilitasi hal ini di Roundhouse, ia membawa mahasiswa pascadoktoral dan ilmuwan tamu dari seluruh dunia. Calvin membangun komunitas di dalam Roundhouse di mana mahasiswa dan staf merasa dapat benar-benar mewujudkan potensi mereka. Keterampilan manajemennya menjadi terkenal, dan banyak wadah ilmiah kreatif yang mencontohnya hingga saat ini. Ia dikenal sebagai Mr. PhotosynthesisBahasa Inggris, tetapi julukan itu bahkan tidak cukup menggambarkan bagaimana keterampilan organisasi dan manajemennya merevolusi komunitas ilmiah di berbagai bidang.
2.3. Research on Photosynthesis and the Calvin Cycle
Penelitian Melvin Calvin tentang fotosintesis menggunakan isotop karbon-14 adalah salah satu pencapaian paling terkenal dan signifikan dalam kariernya.
2.3.1. Discovery of the Calvin Cycle
Penemuan daur Calvin dimulai dengan membangun penelitian yang dilakukan oleh Sam Ruben dan Martin Kamen tentang isotop karbon-14. Pekerjaan mereka terhenti setelah kematian Ruben yang tidak disengaja di laboratorium dan Kamen menghadapi masalah keamanan dengan FBI dan Departemen Luar Negeri. Meskipun demikian, Ernest Lawrence, direktur Laboratorium Radiasi, bangga dengan pekerjaan mereka dan ingin melihat penelitian itu dilanjutkan. Oleh karena itu, bersama Wendell Latimer, Dekan Kimia dan Teknik Kimia, ia merekrut Calvin pada tahun 1945.
Fokus awal laboratorium adalah pada aplikasi karbon-14 dalam kedokteran dan sintesis asam amino berlabel radioaktif serta metabolit biologis untuk penelitian medis. Calvin mulai membangun laboratorium dengan merekrut ahli kimia terkemuka dari seluruh negeri. Ia kemudian merekrut Andrew Benson, yang sebelumnya bekerja dengan Ruben dan Kamen dalam fotosintesis dan C-14, untuk memimpin aspek laboratorium tersebut.
Teori yang dominan mengenai produksi gula dan senyawa karbon tereduksi lainnya adalah bahwa mereka dianggap sebagai reaksi "cahaya". Teori ini belum dapat dibantah. Benson memulai penyelidikannya dengan melanjutkan pekerjaan sebelumnya dengan isolasi produk fiksasi CO2 gelap dan kemudian akan mengkristalkan asam suksinat radioaktif. Hal ini, dipadukan dengan paparan ganggang terhadap cahaya tanpa CO2 dan kemudian segera memindahkannya ke labu gelap yang mengandung CO2, dan mengamati bahwa sukrosa radioaktif masih terbentuk dengan laju yang sama seperti ketika fotosintesis diizinkan terjadi dalam cahaya murni, memberikan bukti definitif bahwa ada reduksi CO2 non-fotokimia.
2.3.2. Methodology and Key Findings
Setelah bukti adanya reduksi CO2 non-fotokimia, tantangan berikutnya adalah menentukan produk pertama dari fiksasi CO2. Untuk melakukan ini, mereka mulai menggunakan teknik kromatografi kertas yang dipelopori oleh W.A. Stepka. Metode ini memungkinkan mereka untuk menentukan bahwa produk pertama dari fiksasi CO2 adalah asam fosfogliserat (PGA) 3-karbon. PGA adalah produk yang sudah lama dikenal dari fermentasi glukosa sesuai reaksi yang diuraikan bertahun-tahun sebelumnya oleh Ruben dan Kamen.
Setelah penemuan ini, laboratorium saingan Calvin di University of Chicago tidak dapat mengkonfirmasi penemuan tersebut dan melancarkan serangan kuat terhadap literatur Calvin. Hal ini menyebabkan simposium yang disponsori oleh American Association for the Advancement of Science untuk menentukan laboratorium mana yang benar. Meskipun mendapat perlawanan di konferensi, Calvin dan Benson berhasil meyakinkan audiens tentang posisi mereka dan serangan itu dibatalkan.
Setelah identifikasi pertama ini, anggota urutan glikolisis yang tersisa, kecuali dua, dapat diidentifikasi berdasarkan perilaku kimianya. Dua komponen yang tidak diketahui adalah gula. Benson, setelah melihat pemisahannya pada kromatogram kertas dan memeriksa reaktivitasnya, menyadari bahwa mereka adalah ketosa. Berkat kolaborasi James A. Bassham, senyawa-senyawa tersebut dapat dikenai degradasi periodat. Identifikasi aktivitas 14% dalam karbon karbonil di salah satu gula membuat Bassham mengalihkan perhatiannya ke gula tujuh-karbon. Meskipun beberapa tes lagi dilakukan, Bassham tidak dapat menentukan identitas kedua gula ini.
Eksperimen lebih lanjut menunjukkan bahwa dengan membatasi penyerapan CO2, tingkat ribulosa bifosfat dapat ditingkatkan. Ini adalah indikasi bahwa ia adalah molekul akseptor untuk CO2. Meskipun mekanisme untuk ini tidak segera jelas, Calvin kemudian dapat menentukan mekanisme karboksilasi baru yang akan mengarah pada penyelesaian seri pada tahun 1958. Proses ini merupakan bagian dari siklus fotosintesis dan diberi nama daur Calvin atau Daur Calvin-Benson-Bassham, dinamai berdasarkan karya Melvin Calvin, Andrew Benson, dan James Bassham. Banyak orang berkontribusi pada penemuan ini, tetapi Melvin Calvin memimpin penelitian tersebut. Penelitian ini menunjukkan bahwa cahaya bekerja pada klorofil dalam tumbuhan untuk menghasilkan senyawa organik, bukan pada karbon dioksida seperti yang diyakini sebelumnya.
2.4. Other Research Areas
Selain karyanya yang monumental tentang fotosintesis, Melvin Calvin juga melakukan penelitian di berbagai bidang lain yang signifikan. Dalam tahun-tahun terakhir penelitian aktifnya, ia mempelajari penggunaan tanaman penghasil minyak sebagai sumber energi terbarukan, sebuah bidang yang semakin relevan di era modern.
Ia juga menghabiskan banyak tahun menguji evolusi kimia kehidupan dan menulis sebuah buku tentang subjek tersebut yang diterbitkan pada tahun 1969, berjudul Chemical Evolution: Molecular Evolution Towards the Origin of Living Systems on the Earth and Elsewhere. Karya ini mengeksplorasi bagaimana molekul-molekul sederhana dapat berevolusi menjadi sistem kehidupan yang kompleks. Selain itu, Calvin juga berkontribusi pada bidang geokimia organik dan melakukan penelitian tentang kanker, khususnya mengenai kimia karsinogenesis. Ia juga terlibat dalam analisis sampel batu bulan yang dibawa kembali dari misi Apollo.
3. Public Service and Advisory Roles
Bagian ini membahas peran Melvin Calvin dalam pelayanan publik, termasuk keterlibatannya dalam komite penasihat ilmiah dan kepemimpinannya di berbagai organisasi ilmiah.
3.1. Scientific Advisory Roles
Calvin terlibat dalam berbagai komite penasihat ilmiah penting. Ia menjabat sebagai anggota Komite Penasihat Ilmiah Presiden dari tahun 1963 hingga 1966, di bawah pemerintahan Presiden John F. Kennedy dan Lyndon B. Johnson. Ia juga menjadi anggota badan penasihat tertinggi Departemen Energi Amerika Serikat, yaitu Dewan Penasihat Riset Energi.
Salah satu kontribusi utamanya sebagai pelayan publik adalah pekerjaannya dengan NASA. Berkolaborasi dengan NASA, ia membantu dalam penyusunan rencana untuk melindungi Bulan dari kontaminasi biologis dari Bumi dan Bumi dari kontaminasi dari Bulan selama misi Apollo. Selain itu, ia juga membantu menyusun strategi tentang cara terbaik untuk membawa kembali sampel bulan dan bagaimana mencari kehidupan biologis di planet lain.
Ia juga melayani di banyak komite internasional dan untuk banyak organisasi internasional, termasuk Komisi Gabungan Radioaktivitas Terapan dari International Union of Pure and Applied Chemistry, Komite AS dari International Union of Biochemistry, dan Komisi Biofisika Molekuler dari International Organization for Pure and Applied Biophysics.
3.2. Leadership in Scientific Organizations
Melvin Calvin memegang posisi kepemimpinan di beberapa organisasi ilmiah besar. Ia menjabat sebagai presiden American Chemical Society, American Society of Plant Physiologists, dan Divisi Pasifik dari American Association for the Advancement of Science. Selain itu, ia juga menjabat sebagai ketua Komite Sains dan Kebijakan Publik untuk National Academy of Sciences. Pada akhir tahun 1950-an, ia menjadi anggota pertama dari Society for General Systems Research.
4. Controversy
Meskipun Melvin Calvin diakui secara luas atas penemuan daur Calvin, ada beberapa kritik dan perdebatan seputar pengakuan kredit untuk penemuan tersebut, terutama terkait hubungannya dengan Andrew Benson.
4.1. Relationship with Andrew Benson
Dalam sejarah televisi botani untuk BBC pada tahun 2011, "Botany: A Blooming History", Timothy Walker, Direktur Kebun Raya University of Oxford, mengkritik perlakuan Calvin terhadap Andrew Benson. Walker mengklaim bahwa Calvin mendapatkan kredit atas pekerjaan Benson setelah memecatnya, dan gagal menyebutkan peran Benson saat menulis otobiografinya beberapa dekade kemudian.
Benson sendiri juga telah menyebutkan bahwa ia dipecat oleh Calvin, dan mengeluh karena tidak disebutkan dalam otobiografi Calvin yang berjudul "Following the Trail of Light". Benson menyatakan bahwa buku tersebut, meskipun memiliki judul yang indah dan fantastis, membuat seluruh volume hanya tentang Calvin yang mendapatkan Hadiah Nobel, tanpa menyebutkan Benson sama sekali. Ia merasa Calvin seharusnya bisa melakukannya dengan benar. Meskipun demikian, dalam salah satu publikasi terakhirnya, Calvin secara singkat menyebutkan bahwa "Dr. Benson dan beberapa mahasiswa pascasarjana terlibat."
5. Personal Life
Melvin Calvin juga memiliki kehidupan pribadi yang stabil, yang ia jalani di samping karier ilmiahnya yang cemerlang.
5.1. Marriage and Family
Pada tahun 1942, Melvin Calvin menikah dengan Marie Genevieve Jemtegaard. Dari pernikahan ini, mereka dikaruniai empat orang anak: tiga putri bernama Elin, Sowie, dan Karole, serta seorang putra bernama Noel.
6. Honors and Legacy

Melvin Calvin menerima banyak penghargaan dan kehormatan sepanjang hidupnya, yang mencerminkan dampak besar kontribusinya terhadap sains.
6.1. Major Awards and Honors
Berikut adalah daftar penghargaan dan kehormatan penting yang diterima oleh Melvin Calvin:
Tahun | Penghargaan | Pemberi Penghargaan |
---|---|---|
1954 | Terpilih sebagai anggota National Academy of Sciences | Amerika Serikat |
1955 | Menerima Centenary Prize | |
1957 | Menerima Remsen Award | |
1958 | Terpilih sebagai anggota asing Royal Netherlands Academy of Arts and Sciences | |
1958 | Terpilih sebagai anggota American Academy of Arts and Sciences | |
1958 | Menerima William H. Nichols Award | |
1959 | Terpilih sebagai anggota German Academy of Sciences Leopoldina | |
1960 | Terpilih sebagai anggota American Philosophical Society | |
1961 | Menerima Hadiah Nobel dalam Kimia "atas penelitiannya tentang asimilasi karbon dioksida pada tumbuhan." | |
1964 | Menerima Davy Medal | Royal Society |
1965 | Menerima Bakerian Medal | Royal Society |
1971 | Menerima gelar Doktor Kehormatan Hukum (LL.D.) | Whittier College |
1977 | Menerima Willard Gibbs Award | American Chemical Society |
1978 | Menerima Priestley Medal | American Chemical Society |
1979 | Menerima American Institute of Chemists Gold Medal | |
1989 | Menerima National Medal of Science |
Selain itu, Calvin juga dianugerahi 13 gelar kehormatan lainnya.
6.2. Scientific Impact and Influence
Dampak ilmiah Melvin Calvin sangat luas, terutama dalam bidang fotosintesis dan biokimia. Penemuannya tentang daur Calvin secara fundamental mengubah pemahaman tentang bagaimana energi cahaya diubah menjadi energi kimia dalam tumbuhan. Karyanya menunjukkan bahwa cahaya bekerja pada klorofil dalam tumbuhan untuk menghasilkan senyawa organik, bukan pada karbon dioksida seperti yang diyakini sebelumnya.
Selain itu, Calvin dikenal karena keterampilan organisasi dan manajemennya yang merevolusi komunitas ilmiah di berbagai bidang, terutama melalui pendirian RoundhouseBahasa Inggris yang memfasilitasi kolaborasi lintas disiplin. Penelitiannya tentang evolusi kimia dan penggunaan tanaman penghasil minyak sebagai sumber energi terbarukan juga menunjukkan pandangan jauh ke depan dan relevansinya dalam mencari solusi energi masa depan.
6.3. Commemoration
Sebagai bentuk penghormatan atas kontribusinya, Melvin Calvin ditampilkan dalam koleksi prangko Amerika Serikat "American Scientists" volume 2011, bersama Asa Gray, Maria Goeppert-Mayer, dan Severo Ochoa. Ini adalah volume ketiga dalam seri tersebut, dengan dua volume pertama dirilis pada tahun 2005 dan 2008.
7. Publications
Melvin Calvin adalah penulis dan rekan penulis dari banyak publikasi ilmiah dan buku. Beberapa karyanya yang paling signifikan meliputi:
- Bassham, J. A., Benson, A. A., dan Calvin, M. [https://www.osti.gov/biblio/910351-path-carbon-photosynthesis-viii-role-malicacid "The Path of Carbon in Photosynthesis VIII. The Role of Malic Acid."], Ernest Orlando Lawrence Berkeley National Laboratory, University of California Radiation Laboratory-Berkeley, United States Department of Energy (melalui lembaga pendahulu United States Atomic Energy Commission), (25 Januari 1950).
- Badin, E. J., dan Calvin, M. [https://www.osti.gov/biblio/910352-path-carbon-photosynthesis-ix-photosynthesis-photoreduction-hydrogen-oxygen-carbon-dioxide-dark-reaction "The Path of Carbon in Photosynthesis IX. Photosynthesis, Photoreduction, and the Hydrogen-Oxygen-Carbon Dioxide Dark Reaction."], Ernest Orlando Lawrence Berkeley National Laboratory, University of California Radiation Laboratory-Berkeley, United States Department of Energy (melalui lembaga pendahulu United States Atomic Energy Commission), (1 Februari 1950).
- Calvin, M., Bassham, J. A., Benson, A. A., Kawaguchi, S., Lynch, V. H., Stepka, W., dan Tolbert, N. E. [https://www.osti.gov/biblio/915049-path-carbon-photosynthesis-xiv "The Path of Carbon in Photosynthesis XIV."], Ernest Orlando Lawrence Berkeley National Laboratory, University of California Radiation Laboratory-Berkeley, United States Department of Energy (melalui lembaga pendahulu United States Atomic Energy Commission), (30 Juni 1951).
- Calvin, M. [https://www.osti.gov/biblio/914472-primary-quantum-conversion-process-photosynthesis-electronspin-resonance "Photosynthesis: The Path of Carbon in Photosynthesis and the Primary Quantum Conversion Act of Photosynthesis."], Ernest Orlando Lawrence Berkeley National Laboratory, University of California Radiation Laboratory-Berkeley, United States Department of Energy (melalui lembaga pendahulu United States Atomic Energy Commission), (22 November 1952).
- Bassham, J. A., dan Calvin, M. [https://www.osti.gov/biblio/928508-path-carbon-photosynthesis "The Path of Carbon in Photosynthesis"], Ernest Orlando Lawrence Berkeley National Laboratory, University of California Lawrence Radiation Laboratory-Berkeley, United States Department of Energy (melalui lembaga pendahulu United States Atomic Energy Commission), (Oktober 1960).
- Calvin, M. [https://www.osti.gov/biblio/928404-path-carbon-photosynthesis "The Path of Carbon in Photosynthesis (Nobel Prize Lecture)."], Ernest Orlando Lawrence Berkeley National Laboratory, University of California Radiation Laboratory-Berkeley, United States Department of Energy (melalui lembaga pendahulu United States Atomic Energy Commission), (11 Desember 1961).
- Calvin, Melvin. Chemical Evolution: Molecular Evolution Towards the Origin of Living Systems on the Earth and Elsewhere. Oxford: Clarendon Press, 1969. ISBN 0-19-855342-0.
- Calvin, Melvin. The Photosynthesis of Carbon Compounds. 1962.
8. Death
Melvin Calvin meninggal dunia pada 8 Januari 1997, pada usia 85 tahun, karena gagal jantung. Ia pensiun dari penelitian aktif pada tahun 1980, setelah bertahun-tahun membaktikan diri pada pengajaran dan penelitian.