Ruimte biologie. Moderne metodes van biologiese navorsing

Wetenskap Biologie sluit 'n baie verskillende afdelings van groot en klein filiale Wetenskappe. En elkeen van hulle is belangrik om nie net in die mens se lewe nie, maar ook vir die hele planeet.

Tweede eeu in 'n ry mense probeer om nie net die diversiteit van lewe op aarde te bestudeer in al sy vorme, maar ook om uit te vind of daar lewe buite die planeet, kosmiese uitspansel. Hierdie probleem is 'n spesiale wetenskap - ruimte biologie. Op dit in hierdie oorsig sal bespreek word.

Artikel van biologiese wetenskap - ruimte biologie

Hierdie wetenskap is relatief jonk, maar baie intensief ontwikkel. Die belangrikste aspekte van die studie is:

1. Faktore van die buitenste ruim en die impak daarvan op die organismes lewende wesens, vitale funksies van alle lewende stelsels in die ruimte of vliegtuig.
2. Die ontwikkeling van lewe op ons planeet, met die deelname van die kosmos, die evolusie van lewende stelsels en die waarskynlikheid van die bestaan van biomassa buite ons planeet.
3. Die moontlikheid van die bou van 'n geslote stelsel en skep in hulle die ware lewensomstandighede vir 'n gemaklike ontwikkeling en groei van organismes in die ruimte.

Ruimte medisyne en biologie is nou verwant aan mekaar wetenskappe, om gesamentlik vrae van fisiologiese toestand van lewende wesens in die kosmos, hul voortplanting in die interplanetêre ruimte en evolusie ondersoek.

Deur navorsing van hierdie dissiplines is dit moontlik om die optimum toestande vir mense in die ruimte te kies, en nie veroorsaak dat enige skade aan gesondheid. A rykdom van materiaal vir die teenwoordigheid van die lewe in die ruimte, die moontlikhede van plante en diere (eensellige, meersellige) leef en te groei in gewig.

Geskiedenis van die wetenskap

Wortels Space Biologie dateer terug na die antieke tye, toe filosowe en denkers - Aristoteles natuurkundiges, Heraclitus, Plato, en ander - kyk na die sterre en probeer om die verhouding van die maan en die son na die aarde te identifiseer, om die oorsake van hul impak op landbougrond en diere te verstaan.

Later, tydens die Middeleeue, is pogings aangewend om die vorm van die aarde en 'n verduideliking van sy rotasie bepaal. Vir 'n lang tyd by die verhoor was die teorie, geskep deur Ptolemeus. Sy het gesê dat die aarde - dit is die middelpunt van die heelal, en al die ander planete en hemelliggame beweeg rondom dit (geosentriese stelsel).

Maar daar was nog 'n wetenskaplike, die Pole Nikolay Kopernik, wat die dwaling van hierdie eise bewys en aangebied sy, heliosentriese struktuur van die wêreld stelsel in die sentrum - die son en al die planete beweeg. Terselfdertyd die son - ook ster. Sy siening is ondersteun deur die volgelinge van Giordano Bruno, Newton, Kepler, Galileo.

Dit was egter kosmiese biologie as 'n wetenskap veel later verskyn. Net in die twintigste eeu Russiese wetenskaplike Konstantin Eduardovitsj Tsiolkovsky ontwikkel 'n stelsel wat mense in staat stel om deur te dring in die dieptes van die ruimte en leer hulle stadig. Hy word beskou as die vader van die wetenskap. Ook 'n groot rol in die ontwikkeling cosmobiology gespeel ontdekkings in fisika en astrofisika, chemie en kwantummeganika, Einstein, Bohr, Planck, Landau Fermi, Kapitsa, Bogolyubov en ander.

Nuwe navorsing deur toe te laat dat mense dieselfde lang beplande vertrek in die ruimte, moontlik om die spesifieke mediese en biologiese veiligheid regverdiging en impak van off-planeet die geformuleer deur Tsiolkovsky voorwaardes identifiseer maak. Wat was hul punt?

1. Wetenskaplikes het gekry 'n teoretiese basis van die gevolge van gewigloosheid op soogdiere organismes.
2. Hy geskoei verskeie maniere om ruimte voorwaardes in die laboratorium te skep.
3. Ruimtevaarders voorgestelde opsies vir die verkryging van voedsel en water deur middel van die verkeer van plante en materiale.

So, Tsiolkovsky al die basiese beginsels van Ruimte gelê wat nie hul relevansie verloor het vandag.

gewigloosheid

Moderne biologiese navorsing ondersoek die impak van dinamiese faktore op die menslike liggaam in die ruimte voorwaardes toelaat dat die maksimum van die ruimtevaarders te red van die negatiewe impak van hierdie selfde faktore.

Daar is drie hoof dinamiese eienskappe:

• vibrasie;
• versnelling;
• gewigloosheid.

Die mees ongewone en belangrik vir die aksie op die menslike liggaam is dit gewigloos. Dit is 'n toestand waarin die krag van swaartekrag verdwyn en is nie vervang word deur ander traagheid effekte. In hierdie geval, die persoon verloor die vermoë om die posisie van die liggaam in die ruimte te beheer. So 'n toestand begin in die onderste lae van die ruimte en bewaar in al sy ruimte.

Biomediese navorsing het getoon dat in gewig toestand die volgende veranderinge plaasvind in die menslike liggaam:

1. Lewend die hartklop.
2. Spiere ontspan (uit tone).
3. Verminder werk kapasiteit.
4. Moontlik ruimtelike hallusinasies.

Man in gewigloosheid in staat te wees tot 86 dae sonder enige leed aan gesondheid. Dit is empiries bewys en bevestig van 'n mediese oogpunt. Maar een van die probleme van die ruimte biologie en medisyne vandag is die ontwikkeling van 'n komplekse vir die voorkoming van die gevolge van gewigloosheid op die menslike liggaam in die algemeen maatreëls, skakel moegheid, verbeter en in stand te hou normale werking.

Daar is 'n aantal toestande wat voldoen aan die ruimtevaarders na die gewigloosheid te bowe te kom, en beheer oor die liggaam in stand te hou:

• vliegtuie ontwerp voldoen aan die nodige standaarde van veiligheid vir die passasiers;
• ruimtevaarders altyd versigtig vasgemaak om hul sitplekke in te onvoorsiene vlug up vermy;
• alle items op die skip het 'n goed-gedefinieerde plek en behoorlik vasgemaak om traumatiese situasies te vermy;
• vloeistowwe gestoor in 'n geslote, hermeties verpak houers.

Ten einde goeie resultate te behaal in die oorwinning van gewigloosheid, is ruimtevaarders deeglik opgelei in die wêreld. Maar, ongelukkig, moderne navorsing nie toelaat dat aan die voorwaardes in die laboratorium te skep. Op ons planeet, om die krag van swaartekrag oorkom is nie moontlik nie. Dit is ook een van die take vir die toekoms van Ruimte en mediese biologie.

Opeenhoping in die ruimte (versnelling)

Nog 'n belangrike faktor wat die mens in die ruimte, is die versnelling of oorlading. Die essensie van hierdie faktore is verminder tot 'n herverdeling van die ongelyke las op die liggaam tydens 'n sterk beweging in die ruimte snelheid. Daar is twee hoof tipes van versnelling:

• kort;
• lank.

As die lewenswetenskappe, beide die versnelling is baie belangrik in die beïnvloeding van die fisiologiese toestand van die organisme ruimtevaarder.

So, byvoorbeeld, deur die optrede van kort versnellings (hulle hou minder as 1 sekonde) kan onomkeerbaar verandering in 'n organisme op molekulêre vlak voorkom. Ook, as die owerhede nie voldoende swak opgelei is, is daar die risiko van ruptuur van membrane. Sulke blootstelling kan met die kapsel kompartement met Spaceman in die ruimte gedoen word, met sy uitwerping of landing ruimtetuig in 'n baan.

Dit is dus baie belangrik dat die ruimtevaarders 'n deeglike mediese ondersoek en spesifieke fisieke voorbereiding voor die vlug in die ruimte ondergaan.

Langwerkende versnelling plaasvind aan die begin en bestemming vuurpyle, sowel as tydens die vlug, in sommige plekke die ruimte van die kosmos. Die optrede van sulke versnellings op die liggaam van data wat 'n wetenskaplike mediese studie verskaf, soos volg:

• lewend die hartklop en polsslag;
• versnelde asem;
• waargeneem die voorkoms van naarheid en swakheid, bleek vel;
• Hy ly visie voor die oë verskyn rooi of swart film;
• miskien die sensasie van pyn in die gewrigte, ledemate;
• tonus van spierweefsel val;
• neuro-humorale regulasie veranderinge;
• Dit word verskillende gaswisseling in die longe en in die liggaam as 'n geheel;
• mag sweet veroorsaak.

Oorlading en gewigloosheid gedwing mediese navorsers om vorendag te kom met verskillende maniere. sodat aan te pas, om ruimtevaarders te lei om die gevolge van hierdie faktore kan weerstaan sonder gevolge vir die gesondheid en sonder verlies van doeltreffendheid.

Een van die mees doeltreffende maniere om die bespoediging van die opleiding van ruimtevaarders - 'n centrifuge toestel. Dit is waar jy die veranderinge wat plaasvind in die liggaam deur die optrede van oorbelasting kan waarneem. Dit laat jou ook toe om te lei en aan te pas by die uitwerking van hierdie faktor.

Ruimte vlug en medisyne

Vlieg in die ruimte, natuurlik, het 'n groot impak op mense se gesondheid, veral in onopgeleide of met chroniese siektes. Daarom is 'n belangrike aspek van mediese navorsing is al die besonderhede van die vlug, alle reaksies van die liggaam om 'n verskeidenheid van effekte en ongelooflike off-planeet magte.

Nul-G Flight maak moderne medisyne en biologie te bedink en verwoord (op dieselfde tyd uit te voer, natuurlik), 'n versameling van maatreëls om te verseker dat die ruimtevaarders behoorlike voeding, rus, suurstoftoevoer, doeltreffendheid te handhaaf en so aan.

Daarbenewens is medisyne wat ontwerp is om die ruimtevaarders te verseker ordentlike hulp in geval van nood, noodsituasies, asook beskerming teen die gevolge van die onbekende kragte van die ander planete en ruimte. Dit is moeilik, verg baie tyd en moeite, 'n groot teoretiese basis, met behulp van slegs die nuutste moderne toerusting en medikasie.

Daarbenewens, medisyne gelyke voet met fisika en biologie het die taak om ruimtevaarders te beskerm teen die fisiese faktore van ruimte voorwaardes, soos:

• temperatuur;
• bestraling;
• druk;
• meteoriete.

Daarom is die studie van al hierdie faktore en eienskappe is baie belangrik.

Navorsingsmetodes in Biologie

Ruimte biologie, soos enige ander biologiese wetenskap, het 'n sekere stel van metodes vir die studie, die teoretiese materiaal te versamel en te verifieer sy praktiese gevolgtrekkings. Hierdie metodes is tyd nie bly onveranderd, ondergaan opknapping en modernisering in ooreenstemming met die huidige tyd. Maar histories biologie tegnieke steeds tot vandag toe relevant bly. Dit sluit in:

1. Waarneming.
2. Eksperiment.
3. Historiese analise.
4. Beskrywing.
5. Vergelyk.

Hierdie metodes van biologiese navorsing basis, huidige te alle tye. Maar daar is 'n paar ander wat ontstaan het met die ontwikkeling van wetenskap en tegnologie, elektroniese fisika en molekulêre biologie. Dit is hulle wat geroep is tot op datum en speel die grootste rol in die studie van biologiese, chemiese, mediese en fisiologiese prosesse.

moderne metodes

1. Metodes van genetiese ingenieurswese en bioinformatika. Hier verwys agrobacterial en ballistiese transformasie, PCR (polimerase kettingreaksie). Die rol van biologiese studies van so 'n plan is groot, want hulle ons toelaat om oplossings vir die probleme van voeding en suurstof van vind vuurpyllanseerders en tente vir 'n gemaklike toestand van ruimtevaarders.
2. Metodes van proteïen chemie en histochemie. Hulle laat jou proteïene en ensieme beheer in lewende sisteme.
3. Die gebruik van fluoressensie mikroskopie, superresolution mikroskopie.
4. Die gebruik van molekulêre biologie en biochemie, en navorsingsmetodes.
5. Biotelemetry - metode, wat is 'n gevolg van die kombinasie werk van ingenieurs en dokters biobased. Dit laat jou toe om al fisiologies belangrike funksies van die organisme beheer op 'n afstand met behulp van die menslike liggaam van radiokommunikasie en rekenaar-registrateur. Ruimte biologie gebruik hierdie metode as 'n basis vir die monitering van effekte van die ruimte voorwaardes op die ruimtevaarders organismes.
6. Biologiese aanduiding van interplanetêre ruimte. 'N Baie belangrike metode van ruimte biologie, wat dit moontlik maak om die toestand van die interplanetêre medium te evalueer, om inligting oor die eienskappe van verskillende planete te verkry. Die basis is hier die gebruik van diere met 'n geïntegreerde sensors. Wat toets diere (muise, honde, ape) onttrek inligting uit die bane van die aarde wat gebruik word deur wetenskaplikes vir ontleding en gevolgtrekkings.

Moderne metodes van biologiese navorsing kan nie net die probleem van gevorderde ruimte biologie, maar ook universele los.

Probleme van Space Biologie

Al hierdie metodes van biomediese navorsing, ongelukkig, kon nog nie los al die probleme van die ruimte biologie. Daar is 'n aantal aktuele kwessies wat noodsaaklik is vir hierdie dag is. Die belangrikste probleme van ruimte medisyne en biologie.

1. Seleksie van opgeleide personeel vir die vlug in die ruimte, gesondheidstoestand wat kan voldoen aan al die vereistes van dokters (insluitend jou sal toelaat ruimtevaarders na die taai opleiding en opleiding vir die vlug te weerstaan).
2. 'N ordentlike vlak van opleiding en aanbod al die nodige werkruimte spanne.
3. Versekering van die veiligheid van alle parameters (insluitend dié van onbekende of buitelandse faktore invloed van ander planete) wat skepe en aviakonstruktsiyam.
4. Psigofisiologiese rehabilitasie van ruimtevaarders terugkeer na die aarde.
5. Die ontwikkeling van maniere om ruimtevaarders en beskerm ruimtetuig van die bestraling.
6. Die versekering van normale lewensomstandighede in die tente op 'n vlug in die ruimte.
7. Ontwikkeling en toepassing van rekenaartegnologie in die gemoderniseerde ruimte medisyne.
8. Implementering van die ruimte telemedisyne en biotegnologie. Die gebruik van die metodes van dié wetenskappe.
9. Die besluit van mediese en biologiese probleme vir gemaklik vlieg ruimtevaarders na Mars en ander planete.
10. Sintese van farmakologiese middels wat die probleem van suurstof toerusting in die ruimte op te los.

Ontwikkelde, verbeterde en geïntegreerde in die toepassing van metodes van biomediese navorsing sal alle nodige take en uitdagings. Maar wanneer dit is - 'n komplekse vraag, en baie onvoorspelbaar.

Dit sal opgemerk word dat die oplossing vir al hierdie vrae nie net Russiese wetenskaplikes, maar die wetenskaplike raad van al die lande van die wêreld. En dit is 'n groot pluspunt. Na gesamentlike navorsing en die soektog sal buite verhouding vinnig en positief. Naby die internasionale samewerking in die oplossing van probleme van die ruimte - die sleutel tot sukses in die ontwikkeling van off-planeet ruimte.

onlangse vooruitgang

Sulke prestasies is baie. Na alles, wat in staat stel om intensiewe werk uitgevoer daagliks, deeglike en deurdagte om meer en meer nuwe materiaal te vind, gevolgtrekkings en formuleer hipoteses.

Een van die belangrikste ontdekkings in kosmologie van die XXI eeu was die ontdekking van water op Mars. Dit het onmiddellik aanleiding gegee het tot die geboorte van dekades van hipoteses oor die teenwoordigheid of afwesigheid van die lewe op die planeet, die moontlikheid van hervestiging van Earthlings op Mars, en so aan.

Nog 'n ontdekking was dat die wetenskaplikes die ouderdomsgroep waarbinne die persoon so gemaklik as moontlik en sonder ernstige gevolge kan wees in die ruimte geïdentifiseer het. Dit begin vanaf die ouderdom van 45 jaar en eindig sowat 55-60 jaar. Jong mense wat in die ruimte gaan, baie sielkundig en fisiologies op sy terugkeer na die aarde ly, is dit moeilik om aan te pas en te herrangskik.

Water op die maan is ontdek (2009). kwik en 'n groot hoeveelheid van silwer is ook gevind op satelliet van die aarde.

Metodes van biologiese studies, asook ingenieurswese en fisiese aanwysers toelaat om veilig te dat veiligheid die impak van ioniese bestraling en bestraling in die ruimte te sluit (ten minste, nie meer kwaad, as op aarde).

Wetenskaplike studies het bewys dat 'n lang verblyf in die ruimte 'n punt nie lê op die toestand van fisiese gesondheid van ruimtevaarders. Maar probleme bly in sielkundige terme.

Daar is studies wat toon dat hoër plante anders reageer op die teenwoordigheid in die kosmiese uitspansel is. Die sade van 'n paar plante in die studie het getoon geen genetiese veranderinge. Ander, daarenteen, het voor die hand liggend stremming op die molekulêre vlak.

Eksperimente uit op die selle en weefsels van lewende organismes (soogdiere) gedra bewys dat die ruimte het geen invloed op die normale toestand en funksionering van hierdie liggame.

Verskillende tipes van mediese navorsing (tomografie, MRI, bloed en urine toetse, EKG, CT-skandering, en so aan) het gelei tot die gevolgtrekking gekom dat die fisiologiese, biochemiese, morfologiese eienskappe van menslike selle bly onveranderd wanneer jy bly in die ruimte tot 86 dae.

In die laboratorium, is dit herskep 'n kunsmatige stelsel wat jou toelaat om so naby aan 'n toestand van gewigloosheid te kry en so alle aspekte van die gevolge van hierdie toestand op die liggaam verken. Hierdie geaktiveer is, op sy beurt, ontwikkel 'n reeks van voorkomende maatreëls om die impak van hierdie faktor in menslike vlug in gewig te voorkom.

Resultate Exobiology het bewyse van die teenwoordigheid van organiese sisteme is die aarde se biosfeer. Totdat dit moontlik geword net teoretiese formulering van hierdie aannames, maar gou wetenskaplikes beplan om te produseer en praktiese bewyse.

Deur navorsing bioloë, het fisici, dokters, ekoloë en aptekers diep werkingsmeganismes van mense op die biosfeer geïdentifiseer. Om dit te bereik is moontlik gemaak deur die skepping van kunsmatige ekosisteme van die planeet en is die verskaffing van hulle dieselfde effek, as op aarde.

Dit is nie al die prestasies van die ruimte biologie, kosmologie en medisyne vandag, maar net die belangrikste is. Daar is groot potensiaal, die implementering van wat is die taak van hierdie wetenskappe vir die toekoms.

Lewe in die ruimte

Volgens die moderne siening van die lewe in die ruimte kan bestaan, aangesien onlangse ontdekkings die teenwoordigheid van 'n paar planete geskikte toestande vir die ontstaan en ontwikkeling van lewe te bevestig. Maar die menings van skoliere oor hierdie kwessie is verdeel in twee kategorieë:

• Lewe nêrens anders as die Aarde bestaan, was nog nooit en sal nooit wees nie;
• lewe is in die uitgestrekte ruimte, maar die mense het nog nie ontdek nie.

Wat van die hipotese korrek is - dit is die plig van elke persoon. Bewyse en weerleggings, en vir een, en die ander is genoeg.