Biologji hapësirë. Metodat moderne të hulumtimit biologjik

Biologji Shkenca përfshin një shumë të seksioneve të ndryshme të shkencave të mëdha dhe degët e vogla. Dhe secili prej tyre është i rëndësishëm jo vetëm në jetën e njeriut, por edhe për të gjithë planetin.

shekullin e dytë në një popull rresht janë duke u përpjekur për të studiuar jo vetëm larminë e jetës në tokë në të gjitha format e saj, por edhe për të gjetur nëse ka jetë përtej planetit, kupën kozmike. Kjo çështje është një speciale shkencë - biologji hapësirë. Mbi të do të diskutohet në këtë shqyrtim.

Seksioni i shkencave biologjike - hapësirë biologjia

Kjo shkencë është relativisht i ri, por shumë intensive në zhvillim. Aspektet kryesore të studimit janë:

1. Faktorët e hapësirë e jashtme dhe ndikimi i tyre në organizmat qeniet, funksionet vitale të gjitha sistemet e gjalla në hapësirë ose avioni që jetojnë.
2. Zhvillimi i jetës në planetin tonë, me pjesëmarrjen e kozmosit, evoluimin e sistemeve të gjalla dhe probabilitetin e ekzistencës së biomasës përtej planetit tonë.
3. Mundësia e ndërtimit të një sistemi të mbyllur dhe për të krijuar në to kushtet reale të jetës për një zhvillim të rehatshme dhe rritjen e organizmave në hapësirë.

mjekësi Space dhe biologjia janë të lidhura ngushtë me njëra shkencat e tjera, për të shqyrtuar bashkërisht çështjet e gjendjes fiziologjike të qenieve të gjalla në kozmos, përhapjen e tyre në hapësirë ndërplanetar dhe evolucionit.

Nëpërmjet hulumtimit të këtyre disiplinave u bë e mundur për të zgjedhur kushtet optimale për njerëzit në hapësirë, dhe nuk shkakton ndonjë dëm për shëndetin. Një pasuri e materialeve për praninë e jetës në hapësirë, mundësitë e bimëve dhe kafshëve (njëqelizor, multicellular) jetojnë dhe të rriten në zero gravitetit.

Historia e shkencës

Roots Biologji Space daton në kohët e lashta, kur filozofët dhe mendimtarët - natyralistë Aristotelit, Heraclitus, Platoni, dhe të tjerët - shikuar yjet, duke u përpjekur për të identifikuar marrëdhënien e Hënës dhe Diellit në Tokë, për të kuptuar shkaqet e ndikimit të tyre në tokë bujqësore dhe kafshë.

Më vonë, gjatë Mesjetës, u bënë përpjekje për të përcaktuar formën e Tokës dhe një shpjegim të rrotullimit të saj. Për një kohë të gjatë në seancë ishte teoria, të krijuar nga Ptolemeu. Ajo tha se Toka - kjo është qendra e universit, dhe të gjithë planetet e tjera dhe trupat qiellorë lëvizin rreth tij (sistemit gjeocentrik).

Por nuk ishte një tjetër shkencëtar, Poli Nikolay Kopernik, i cili provoi falsitetin e këtyre kërkesave dhe i ofroi tij, strukturën heliocentrik të sistemit botëror në qendër - dielli dhe të gjitha planetet lëvizin përreth. Në të njëjtën kohë dielli - edhe yll. Pikëpamjet e tij janë mbështetur nga pasuesit e Giordano Bruno, Newton, Keplerit, Galileo.

Megjithatë, ai ishte biologji kozmik si një shkencë u shfaq shumë më vonë. Vetëm në shkencëtari rus të shekullit XX Konstantin Eduardovich Tsiolkovsky zhvilluar një sistem që lejon njerëzit për të depërtuar në thellësitë e hapësirës dhe të mësojnë ata ngadalë. Ai është konsideruar si babai i kësaj shkence. Gjithashtu një rol të madh në zhvillimin e cosmobiology zbulime luajtur në fizikë dhe astrofizikës, kimisë dhe kuantike mekanikë, Ajnshtajni, Bohr, Planck, Landau Fermi, Kapitsa, Bogolyubov dhe të tjerët.

studimi i ri duke i lejuar njerëzit që të bëjnë të njëjtën nisjeve të gjatë-planifikuara në hapësirë, të mundshme për të identifikuar justifikimin specifike mjekësore dhe biologjike të sigurisë dhe ndikimin e jashtë planetit të kushteve të formuluara nga Tsiolkovsky. Cila ishte pika e tyre?

1. Shkencëtarët kanë qenë të dhënë një bazë teorike efektet e peshës mbi organizmat e gjitarëve.
2. Ai modeluar disa mënyra për krijimin e kushteve hapësirë në laborator.
3. Astronautët propozuar mundësitë për marrjen e ushqimit dhe të ujit me anë të qarkullimit të bimëve dhe materialeve.

Kështu, Tsiolkovsky të gjitha parimet themelore të Astronautika janë hedhur që nuk e kanë humbur rëndësinë e tyre sot.

gjendje e mungesës së peshës

Hulumtimet moderne biologjike shqyrtuar ndikimin e faktorëve dinamike në trupin e njeriut në kushte hapësinore lejojë maksimale për të shpëtuar astronautët nga efektet negative të këtyre faktorëve të njëjta.

Ka tre karakteristikat kryesore dinamike:

• dridhje;
• përshpejtim;
• peshës.

Më të pazakontë dhe të rëndësishme për veprim në trupin e njeriut është i papeshë. Kjo është një gjendje në të cilën forca e gravitetit zhduket dhe nuk është zëvendësuar me efekte të tjera inerciale. Në këtë rast, personi e humb aftësinë për të kontrolluar pozicionin e trupit në hapësirë. Një gjendje e tillë fillon në shtresat më të ulëta të hapësirës dhe të ruajtura në të gjithë hapësirën e saj.

Hulumtimi bio ka treguar se në gjendje të peshës këto ndryshime ndodhin në trupin e njeriut:

1. Gjallëron rrahje zemre.
2. Muskujt e çlodhur (nga ton).
3. Reduktuar kapacitetin e punës.
4. hallucinations mundshme hapësinore.

Njeriu në peshës në gjendje të jetë deri në 86 ditë pa ndonjë dëm për shëndetin. Kjo ka qenë provuar empirikisht dhe konfirmuar nga një pikëpamja shëndetësore. Megjithatë, një nga problemet e biologjisë dhe mjekësisë hapësirës sot është zhvillimi i një kompleksi për parandalimin e efekteve të peshës në trupin e njeriut në masat e përgjithshme, të eliminuar lodhje, përmirësuar dhe mbështetur funksionimin normal.

Ka një numër të kushteve që përputhen me astronautët për të kapërcyer peshës, dhe për të ruajtur kontrollin mbi trupin:

• Dizajni avion aderon në standardet e nevojshme të sigurisë për udhëtarët;
• Astronautët gjithmonë të lidhur me kujdes në vendet e tyre për të shmangur fluturimin paparashikuara lart;
• të gjithë artikujt në anije të ketë një vend të mirë-përcaktuar dhe siguruar si duhet në mënyrë që të shmangen situatat traumatike;
• lëngjeve janë ruajtur në enë të mbyllura, të paketuara hermetikisht.

Në mënyrë që të arrihen rezultate të mira në tejkalimin e peshës, astronautët janë të trajnuar plotësisht në botë. Por, për fat të keq, modern hulumtimi nuk lejon për të krijuar kushte të tilla në laborator. Në planetin tonë, për të kapërcyer forcën e gravitetit nuk është e mundur. Ajo është gjithashtu një nga detyrat për të ardhmen e hapësirës ajrore dhe biologjisë mjekësore.

Kongjestion në hapësirën (nxitimi)

Një tjetër faktor i rëndësishëm që ndikon në qenien njerëzore në hapësirë, janë nxitimi apo mbingarkesë. Thelbi i këtyre faktorëve është reduktuar në një rishpërndarje të ngarkesës pabarabartë në trup gjatë lëvizjeve të forta në shpejtësinë hapësirë. Ka dy lloje kryesore të nxitimit:

• short;
• të gjatë.

Si shkencat e jetës, si nxitimi është shumë i rëndësishëm për të ndikuar në gjendjen fiziologjike të organizmit astronaut.

Kështu, për shembull, nga veprimi i accelerations të shkurtër (që zgjasin më pak se 1 e dytë) mund të ndodhin ndryshime të pakthyeshme në një organizëm në nivel molekular. Gjithashtu, në qoftë se autoritetet nuk janë të trajnuar mjaftueshëm i dobët, ekziston rreziku i shpërthimit të membranave. ekspozimi i tillë mund të kryhet me ndarje kapsulë me Spaceman në hapësirë, me nxjerrje e saj apo ulje anijen në orbitë.

Prandaj është shumë e rëndësishme që astronautët iu nënshtrua një ekzaminim të plotë mjekësor dhe përgatitje të veçantë fizike para fluturimit në hapësirë.

Long-vepruar përshpejtimi ndodh në fillim dhe ulje raketa të, si dhe gjatë fluturimit, në disa vende hapësirën e kozmosit. Veprimi i accelerations tilla në trupin e të dhënave që ofrojnë një studim shkencor mjekësor, si më poshtë:

• gjallëron rrahje zemre dhe pulsin;
• fryma gjallërohen;
• vërejtur ndodhjen e përzier dhe dobësisë, i zbehtë e lëkurës;
• Ai vuan vizionin para syve të shfaqet filmi të kuqe ose të zezë;
• ndoshta ndjesi e dhimbje në nyje, gjymtyrët;
• Tonus e indeve të muskujve bie;
• Ndryshimet rregullimi neuro-humoral;
• Kjo bëhet shkëmbim të ndryshme të gazit në mushkëri dhe në trup si një e tërë;
• mund të shkaktojë djersitje.

Overload dhe peshës detyruar studiuesit mjekësore për të dalë me mënyra të ndryshme. duke i lejuar për të rregulluar, për të trajnuar astronautët për të përballuar efektet e këtyre faktorëve, pa pasoja për shëndetin dhe pa humbje të efikasitetit.

Një nga mënyrat më efektive për të përshpejtuar trajnimin e astronautëve - një pajisje Centrifuge. Kjo është ajo ku ju mund të vëzhgojnë ndryshimet që ndodhin në trup nga veprimi i mbingarkesat. Ai gjithashtu ju lejon për të trajnuar dhe të përshtaten me efektet e këtij faktori.

fluturimeve në hapësirë dhe mjekësi

Flying në hapësirë, natyrisht, kanë një ndikim të madh në shëndetin e njerëzve, sidomos në patrajnuar ose me sëmundje kronike. Prandaj, një aspekt i rëndësishëm i hulumtimeve mjekësore janë të gjitha detajet e fluturimit, të gjitha reagimet e trupit për një shumëllojshmëri të efekteve dhe të pabesueshme forcave jashtë planetit.

Zero-G Flight bën mjekësi moderne dhe biologji të shpikë dhe të artikuluar (në të njëjtën kohë për të kryer, sigurisht), një sërë masash për të siguruar astronautët ushqimin e duhur, pjesa tjetër, të furnizimit me oksigjen, të ruajtur efikasitetin dhe kështu me radhë.

Përveç kësaj, mjekësia është projektuar për të siguruar astronautët ndihmë të mirë në rast emergjence, situatave emergjente, si dhe mbrojtje nga efektet e forcave të panjohur të planetet e tjera dhe hapësirë. Është e vështirë, kërkon shumë kohë dhe përpjekje, një bazë të madhe teorike, duke përdorur vetëm pajisje të fundit moderne dhe medikamente.

Përveç kësaj, par mjekësi me fizikën dhe biologjinë ka për detyrë për të mbrojtur astronautët nga faktorët fizike të kushteve hapësinore, të tilla si:

• temperature;
• rrezatimi;
• presion;
• meteorites.

Prandaj, studimi i të gjithë këtyre faktorëve dhe karakteristikat është shumë e rëndësishme.

Metodat e Hulumtimit në Biologji

biologji hapësirë, si çdo shkencë tjetër biologjike, ka një grup të caktuar të metodave për studimin, materiale teorike të grumbulluar dhe verifikuar konkluzionet e tij praktike. Këto metoda janë kohë nuk mbetet i pandryshuar, i nënshtrohen rinovimin dhe modernizimin në përputhje me kohën e tanishme. Megjithatë, historikisht teknikat e biologjisë ende mbeten të rëndësishme për këtë ditë. Këto përfshijnë:

1. Vëzhgimi.
2. Experiment.
3. Analiza historike.
4. Përshkrimi.
5. Krahaso.

Këto metoda të bazës së Kërkimeve Biologjike, aktuale në të gjitha kohët. Por ka disa të tjerë që kanë lindur me zhvillimin e shkencës dhe teknologjisë, fizikës elektronike dhe biologjisë molekulare. Janë ata që janë të thirrur deri më sot dhe të luajë rolin më të madh në studimin e biologjike, kimike, mjekësore dhe proceset fiziologjike.

metodat moderne

1. Metodat e inxhinierisë gjenetike dhe Bioinformatics. Këtu referohet transformim agrobacterial dhe balistike, PCR (polymerase reaksionit zinxhir). Roli i studimeve biologjike të një plani të tillë është e madhe, sepse ata na lejojnë për të gjetur zgjidhje për problemet e të ushqyerit dhe të oksigjenimit e raketa-hedhës dhe kabina për një gjendje të rehatshme të Kozmonautët.
2. Metodat e kimise proteinave dhe histochemistry. Ato ju lejojnë të kontrollojnë proteinat dhe enzimet në sistemet e gjalla.
3. Duke përdorur mikroskopi ndriçim fluoreshent, superresolution mikroskopi.
4. Përdorimi i biologjisë molekulare dhe biokimisë, dhe metodat e hulumtimit.
5. Biotelemetry - metodë, e cila është rezultat i punës së kombinuar të inxhinierëve dhe mjekëve biobased. Kjo ju lejon për të kontrolluar të gjitha funksionet fiziologjike të rëndësishme të organizmit në një distancë me anë të trupit të njeriut të komunikimit radio dhe kompjuter-civile. biologji Space përdor këtë metodë si një bazë për monitorimin e efekteve të kushteve të hapësirës në astronautët e organizmave.
6. tregues biologjik i hapësirës ndërplanetar. Një metodë shumë e rëndësishme e biologjisë hapësirë, e cila lejon për të vlerësuar gjendjen e mesme ndërplanetar, për të marrë informacion në lidhje me karakteristikat e planeteve të ndryshme. Baza është këtu përdorimi i kafshëve me sensorë të integruar. Se kafshët e testimit (minj, qentë, majmunët) nxjerrjen e informacionit nga orbita e tokës e cila është përdorur nga shkencëtarët për analiza dhe konkluzionet.

Metodat moderne të hulumtimit biologjik mund të zgjidhë jo vetëm problemin e biologjisë avancuar hapësirë, por edhe universal.

Problemet e Biologjisë Hapësirë

Të gjitha këto metoda të hulumtimit bio, për fat të keq, nuk mund ende të zgjidhë të gjitha problemet e biologjisë hapësirë. Ka një numër çështjesh aktuale që janë jetike për këtë ditë. Problemet kryesore me të cilat ballafaqohet mjekësia hapësirë dhe biologjisë.

1. Përzgjedhja e personelit të trajnuar për fluturim në hapësirë, gjendja shëndetësore që mund të plotësojnë të gjitha kërkesat e mjekëve (përfshirë do të lejojë astronautët të përballojë trajnimit të vështirë dhe trajnimit për fluturim).
2. Një nivel të mirë të trajnimit dhe të ofrojë të gjitha të nevojshme të punës ekuipazheve të hapësirës.
3. Siguruar sigurinë e të gjithë parametrave (duke përfshirë ato nga faktorë të panjohur ose të huaj ndikim nga planetet e tjera) anijet që veprojnë dhe aviakonstruktsiyam.
4. rehabilitimi psychophysiological e astronautëve kthehen në Tokë.
5. Zhvillimi mënyra për të mbrojtur astronautët dhe anijen nga rrezatimi.
6. Sigurimin e kushteve normale të jetesës në kabina në fluturimet në hapësirë.
7. Zhvillimin dhe aplikimin e teknologjisë kompjuterike në mjekësi modernizuar hapësirë.
8. Zbatimi i telemjekësisë hapësirës dhe bioteknologjia. Duke përdorur metodat e këtyre shkencave.
9. Vendimi i problemeve mjekësore dhe biologjike për astronautët rehatshme fluturuar në Mars dhe planetet e tjera.
10. Sinteza e agjentëve farmakologjike që do të zgjidhë problemin e pajisjeve të oksigjenit në hapësirë.

Zhvilluar, përmirësuar dhe integruar në aplikimin e metodave të kërkimit bio do të trajtojë të gjitha detyrat dhe sfidat e nevojshme. Megjithatë, kur ajo është - një çështje komplekse, dhe mjaft të paparashikueshme.

Duhet të theksohet se zgjidhja për të gjitha këto pyetje të bëjë jo vetëm shkencëtarët rusë, por këshilli shkencor i të gjitha vendet e botës. Dhe kjo është një plus i madh. Pas hulumtimit të përbashkët dhe kontrollit në mënyrë disproporcionale do të shpejtë dhe pozitive. bashkëpunim i ngushtë ndërkombëtar në zgjidhjen e problemeve të hapësirës - çelësi i suksesit në zhvillimin e hapësirës jashtë planetit.

përparimet e fundit

Arritjet e tilla janë të shumta. Në fund të fundit, e cila mundëson punën intensive të kryera çdo ditë, të plotë dhe të përpiktë për të gjetur gjithnjë e më shumë materiale të reja, të nxjerrë konkluzione dhe për të formuluar hipoteza.

Një nga zbulimet më të rëndësishme në kozmologji të shekullit XXI ishte zbulimi i ujit në Mars. Kjo menjëherë dha të rritet në lindjen e dhjetra e hipotezave në lidhje prania ose mungesa e jetës në planetin, mundësinë e zhvendosjes së Earthlings në Mars, dhe kështu me radhë.

Një tjetër zbulim ishte se shkencëtarët kanë identifikuar grupmoshën brenda të cilit personi si të rehatshme të jetë e mundur dhe pa pasoja të rënda mund të jetë në hapësirë. Kjo fillon nga mosha 45 vjet dhe përfundon rreth 55-60 vjet. Të rinjtë që shkojnë në hapësirë, shumë e vuajnë psikologjikisht dhe fiziologjikisht në kthimin e tij në tokë, është e vështirë për të përshtatur dhe të korrigjoj.

Uji në Hënë u zbulua (2009). merkuri dhe një sasi të madhe argjendi janë gjetur edhe në satelit e Tokës.

Metodat e studimeve biologjike, si dhe inxhinieri dhe treguesit fizike të lejojë të sigurt në përfundimin se siguria (të paktën, jo më shumë dëm, se sa në Tokë) ndikimin e rrezatimit jonik dhe rrezatimit në hapësirë.

Studimet shkencore kanë provuar se një qëndrim të gjatë në hapësirë nuk imponon një shenjë mbi gjendjen e shëndetit fizik e astronautëve. Megjithatë, problemet mbeten në aspektin psikologjik.

Ka patur studime që tregojnë se bimët e larta të përgjigjet ndryshe për praninë në kupën kozmike. Farat e disa bimëve në studim treguan ndryshime gjenetike. Të tjerë, nga ana tjetër, ka treguar tendosje të dukshme në nivel molekular.

Eksperimentet e kryera në qelizat dhe indet e organizmave të gjallë (gjitarëve) të provojë se hapësira nuk ndikon në gjendjen normale dhe funksionimin e këtyre organeve.

Lloje të ndryshme të hulumtimeve mjekësore (tomography, MRI, të gjakut dhe testet e urinës, EKG, CT scan, dhe kështu me radhë) çoi në përfundimin se fiziologjike, biokimike, karakteristikat morfologjike të qelizave të njeriut mbeten të pandryshuara, kur ju qëndroni në hapësirë deri në 86 ditë.

Në laborator, ajo ka qenë rikrijuar një sistem artificial që ju lejon për të marrë si të afërta me një gjendje të peshës dhe kështu të shqyrtojë të gjitha aspektet e efektet e kësaj gjendje në trup. Kjo mundësoi, nga ana tjetër, të zhvillojë një sërë masash parandaluese për të parandaluar ndikimin e këtij faktori në fluturim e njeriut në zero gravitet.

Rezultatet exobiology bë dëshmi e pranisë së sistemeve organike është biosfera e Tokës. Derisa ajo u bë e mundur vetëm formulimin teorik të këtyre supozimeve, por së shpejti shkencëtarët planifikojnë për të prodhuar dhe prova praktike.

Nëpërmjet biologët kërkimore, fizikantë, mjekët, ekologët dhe kimistë kanë identifikuar mekanizmat thella të veprimit të njerëzve në biosferë. Për të arritur këtë është bërë e mundur nëpërmjet krijimit të ekosistemeve artificiale të planetit dhe është duke ofruar atyre të njëjtin efekt, si në Tokë.

Kjo nuk është e gjitha arritjet e biologjisë hapësirë, kozmologji dhe mjekësi sot, por të vetmit kryesore. Ka potencial të madh, zbatimi i të cilave është detyrë e këtyre shkencave për të ardhmen.

Jeta në hapësirë

Sipas mendimit modern të jetës në hapësirë mund të ekzistojnë, pasi zbulimet e fundit të konfirmuar praninë e disa planeteve kushte të përshtatshme për shfaqjen dhe zhvillimin e jetës. Megjithatë, mendimet e dijetarëve për këtë çështje janë të ndarë në dy kategori:

• Jeta nuk ekziston kudo tjetër se sa Toka, kurrë nuk ka qenë dhe nuk do të jetë;
• jeta është në expanses e madhe e hapësirës, por njerëzit nuk e kanë zbuluar ende atë.

Cila nga hipoteza është e saktë - kjo është deri në çdo person. Dëshmi dhe prapësimeve, dhe për një, dhe të tjera është e mjaftueshme.