Tại sao gọi là pha tối?

Tên gọi “pha tối” của quang hợp, dù gây hiểu nhầm, lại là một minh chứng thú vị cho sự tiến hoá của ngôn ngữ khoa học. Thuật ngữ này không hàm ý rằng pha tối diễn ra chỉ trong bóng tối hoàn toàn, mà phản ánh sự phụ thuộc gián tiếp của nó vào ánh sáng. Trái ngược với pha sáng, nơi ánh sáng mặt trời trực tiếp tham gia vào quá trình quang phân ly nước và tạo ra ATP và NADPH, pha tối không sử dụng ánh sáng như một chất xúc tác trực tiếp. Nó sử dụng sản phẩm của pha sáng – chính là năng lượng tích trữ trong ATP và NADPH – để thực hiện chức năng tổng hợp đường.

Thử tưởng tượng một nhà máy sản xuất bánh mì. Pha sáng như là một nhà máy điện khổng lồ, sử dụng ánh sáng mặt trời để tạo ra điện năng (ATP và NADPH). Pha tối lại giống như dây chuyền sản xuất bánh mì, sử dụng điện năng từ nhà máy điện để biến đổi nguyên liệu (CO2) thành sản phẩm cuối cùng (đường). Nhà máy bánh mì vẫn hoạt động dù trời sáng hay tối, miễn là có điện. Tương tự, pha tối vẫn diễn ra ngay cả khi không có ánh sáng trực tiếp, miễn là có đủ ATP và NADPH được tạo ra trong pha sáng trước đó. Nếu thiếu “điện” (sản phẩm của pha sáng), dây chuyền sản xuất bánh mì (pha tối) sẽ ngừng hoạt động.

Vì vậy, “pha tối” không chỉ đơn thuần là một sự diễn tả thời gian, mà là một sự phân loại chức năng. Nó nhấn mạnh sự khác biệt cơ bản giữa hai giai đoạn của quang hợp: một giai đoạn phụ thuộc trực tiếp vào ánh sáng, và một giai đoạn sử dụng năng lượng tích trữ từ giai đoạn trước để tổng hợp các chất hữu cơ. Tên gọi này, tuy có thể gây hiểu lầm ban đầu, lại góp phần làm nổi bật sự độc lập tương đối của pha tối với ánh sáng trực tiếp, và vai trò then chốt của nó trong quá trình tạo ra năng lượng cho cây xanh và toàn bộ hệ sinh thái. Có lẽ, một cái tên chính xác hơn, như “giai đoạn tổng hợp đường” hay “chu trình Calvin” (tên gọi khoa học), sẽ ít gây nhầm lẫn, nhưng “pha tối” vẫn được lưu giữ bởi sự ngắn gọn và tính gợi nhớ về sự phụ thuộc gián tiếp của nó vào ánh sáng.