Space biológie. Moderné metódy biologického výskumu

Science Biology zahŕňa veľa rôznych častiach veľkých a malých dcérskych vied. A každý z nich je dôležitá nielen v ľudskom živote, ale aj pre celú planétu.

Druhé storočia v rade ľudí sa snaží študovať nielen rozmanitosť života na Zemi vo všetkých jeho formách, ale tiež zistiť, či existuje život mimo planétu kozmickej rozlohu. Tento problém je špeciálny science - space biológie. Na ňom bude diskutovať v tomto prehľade.

Sekcia biologických vied - priestor biológie

Táto veda je relatívne mladá, ale veľmi intenzívne rozvíja. Hlavnými aspekty tejto štúdie sú nasledovné:

1. Faktory vonkajšieho priestoru a ich vplyv na organizmy žijúce bytosti, vitálnych funkcií všetkých živých systémov vo vesmíre alebo lietadlom.
2. Vývoj života na našej planéte, za účasti vesmíru, evolúcia živých systémov a pravdepodobnosť existencie biomasy mimo našu planétu.
3. Možnosť vybudovania uzavretý systém a vytvoriť v nich skutočné životné podmienky pre pohodlné rozvoj a rast organizmov vo vesmíre.

Kozmické medicíny a biológie sú úzko spojené so sebou vied, skúmať spoločne venovali otázky fyziologický stav živých bytostí vo vesmíre, ich šírenie do medziplanetárneho priestoru a evolúciu.

Prostredníctvom výskumu týchto disciplínach sa objavila možnosť zvoliť optimálne podmienky pre ľudí vo vesmíre, a nespôsobuje žiadne škody na zdraví. Nepreberné množstvo materiálov pre prítomnosť života vo vesmíre, možnosti rastlín a živočíchov (jednobunkových, mnohobunkových) žiť a rásť v stave beztiaže.

História vedy

Roots Space Biology siaha až do staroveku, kedy filozofi a myslitelia - Aristoteles prírodovedcov, Herakleitos, Platón a ďalšie - sledovanie hviezd a snažil sa zistiť vzťah Mesiaca a Slnka na Zem, aby pochopiť príčiny ich vplyvu na poľnohospodársku pôdu a zvieratá.

Neskôr, počas stredoveku, boli vykonané pokusy na určovanie tvaru Zeme a vysvetlenie jeho rotáciu. Po dlhú dobu pri rokovaní bola teória, ktorú vytvoril Ptolemaios. Povedala, že Zem - to je stredom vesmíru, a všetky ostatné planéty a nebeské telesá pohybujú okolo neho (geocentrický systém).

Ale tam bol iný vedec, Polák Nikolay Kopernik, ktorý sa ukázal ako klam týchto pohľadávok a ponúkol mu, heliocentrický štruktúre svetového systému v stredu - slnko a všetky planéty obiehajú okolo. V rovnakej dobe sa slnkom - aj hviezdy. Jeho názory boli podporené stúpenci Giordano Bruno, Newton, Kepler, Galileo.

Avšak, to bolo kozmická biológia ako veda sa objavil až omnoho neskôr. Iba v ruským vedcom XX storočia Konstantin Eduardovu Tsiolkovsky vyvinuli systém, ktorý umožňuje ľuďom, aby preniknúť do hlbín vesmíru a naučiť sa im pomaly. On je považovaný za otca tejto vedy. Tiež veľká rola vo vývojovom cosmobiology hral objavy vo fyzike a astrofyzike, chémiu a kvantovej mechaniky, Einstein, Bohr, Planck, Landau Fermiho, Kapica, Bogolyubov a ďalšie.

Nový výskum tým, že umožní ľuďom, aby sa rovnaká dlho plánovanej odlety v priestore bolo možné identifikovať konkrétne lekárske a biologickej bezpečnosti opodstatnenie a dopady mimo planétu s podmienkami formulované Tsiolkovsky. Aký bol ich zmysel?

1. Vedci uvedený teoretický základ účinky beztiaže na cicavčích organizmov.
2. Bol modelovaný niekoľko spôsobov, ako vytvoriť priestorové podmienky v laboratóriu.
3. Astronauti navrhnuté možnosti pre získanie potravy a vody prostredníctvom obehu rastlín a materiálov.

Tak Tsiolkovsky všetky základné princípy kozmonautiky boli položené, ktoré nestratili ich význam aj dnes.

beztížnost

Moderný biologický výskum skúmanie vplyvu dynamických faktorov na ľudský organizmus v priestorových podmienkach umožňujú maximálnu zachrániť astronautov z negatívneho dopadu týchto rovnakých faktorov.

Existujú tri hlavné dynamické charakteristiky:

• vibrácie;
• zrýchlenia;
• beztiaže.

Najneobvyklejší a dôležité pre pôsobenie na ľudské telo je to v stave beztiaže. To je stav, v ktorom je gravitačná sila zmizne a nie je nahradená inými zotrvačných účinkov. V tomto prípade sa človek stráca schopnosť kontrolovať pozíciu tela v priestore. Takýto stav začína v spodných vrstvách priestoru a zachované v celej jeho priestore.

Biomedicínsky výskum ukázal, že v stave beztiaže stave nasledujúce zmeny sa vyskytujú v ľudskom tele:

1. Zrýchľuje tep.
2. Svaly sa uvoľní (out tón).
3. So zmenenou pracovnou schopnosťou.
4. Možné priestorové halucinácie.

Človek v stave beztiaže môcť byť až 86 dní, bez toho aby došlo k poškodeniu zdravia. To bolo preukázané empiricky a potvrdené z lekárskeho hľadiska. Avšak, jeden z problémov kozmickej biológie a medicíny dnes je vypracovať súbor opatrení na prevenciu účinkov stavu beztiaže na ľudský organizmus ako celok, odstránenie únavy, posilnenie a udržanie normálnej prevádzky.

Existuje celý rad podmienok, ktoré sú v súlade s astronautmi prekonať stav beztiaže, a udržať si kontrolu nad telom:

• Konštrukcia lietadiel riadi nevyhnutné štandardy bezpečnosti pre cestujúcich;
• astronauti vždy starostlivo pripevnené na svoje miesta, aby nedošlo k nepredvídanému letu nahor;
• Všetky položky na lodi majú dobre označenom mieste a riadne zaistené, aby sa zabránilo traumatických situácií;
• Tekutiny sú uložené v uzavretých, hermeticky zabalené kontajnery.

Na dosiahnutie dobrých výsledkov pri prekonávaní stav beztiaže, astronauti sú dôkladne vyškolení na svete. Ale, bohužiaľ, moderné výskum neumožňuje vytvoriť také podmienky v laboratóriu. Na našej planéte, na prekonanie gravitačná sila nie je možné. To je tiež jedným z úloh do budúcnosti letectvo a lekárskej biológie.

Congestion v priestore (zrýchlenie)

Ďalším dôležitým faktorom, ktorý ovplyvňuje ľudské bytosti vo vesmíre, sú zrýchlenie alebo preťaženia. Podstatou týchto faktorov sa znižuje k prerozdeleniu nerovnomerného zaťaženia organizmu počas silných pohybov v priestorovej rýchlosti. Existujú dva hlavné typy zrýchlenie:

• krátka;
• dlhá.

Vzhľadom k tomu, vedy o živote, a to ako je zrýchlenie v ovplyvňovaní fyziologický stav astronaut organizmu veľmi dôležité.

Napríklad pod vplyvom krátkodobých zrýchlenie (trvajú menej ako 1 sekundu), môže dôjsť k nezvratné zmeny v tele na molekulárnej úrovni. Aj v prípade, že inštitúcie nie sú školení dostatočne slabý, tam je riziko pretrhnutia membrány. Takáto expozície možno vykonávať s kapsule priehradka s kozmonaut vo vesmíre, s jeho vyhodenie alebo pristátie kozmickej lode na obežnej dráhe.

Je preto veľmi dôležité, aby astronauti podstúpil dôkladnú lekársku prehliadku a konkrétne fyzickú prípravu pred letom do vesmíru.

Dlhodobo pôsobiace zrýchlenie dôjde na vzletovej a pristávacej plochy rakety, ako aj počas letu, v niektorých miestach priestor vesmíru. Pôsobenie týchto zrýchlenie na tele údajov, ktoré poskytujú vedeckú lekársku štúdiu, a to nasledovne:

• urýchľuje srdcový tep a pulz;
• zrýchlený dych;
• sledoval výskyt nevoľnosti a slabosti, bledá koža;
• Trpí víziu pred očami objavia červené alebo čierne fólie;
• snáď pocit bolesti kĺbov, bolesti končatín;
• tonus svalového tkaniva klesá;
• zmeny regulácia neuro-humorálnej;
• To sa stáva inou výmenu plynov v pľúcach a v tele ako celku;
• môže spôsobiť potenie.

Preťaženie a stav beztiaže nútené lekárski výskumníci prísť s rôznymi spôsobmi. umožňuje nastaviť, aby vlak astronautov, aby vydržali účinky týchto faktorov bez následkov na zdraví a bez straty účinnosti.

Jedným z najúčinnejších spôsobov, ako urýchliť výcvik astronautov - odstredivé zariadenie. To je miesto, kde môžete pozorovať zmeny, ktoré sa vyskytujú v tele pôsobením preťaženia. To tiež umožňuje, aby vlak a prispôsobiť sa účinky tohto faktora.

Kozmického letu a medicína

Lietanie vo vesmíre, samozrejme, majú veľký vplyv na ľudské zdravie, najmä v netrénovaný alebo s chronickými ochoreniami. Preto je dôležitým aspektom lekárskeho výskumu sú všetky údaje o lete, všetky reakcie organizmu na rôznych efektov a neuveriteľných mimo planétu síl.

Zero-G Flight robí modernej medicíne a biológii vymýšľať a výrečnou (zároveň vykonávať, samozrejme), súbor opatrení na zabezpečenie astronautov správnej výživy, odpočinku, prívod kyslíka, udržať výkonnosť a tak ďalej.

Okrem toho, prípravok je navrhnutý tak, aby bola zaistená astronauti slušný pomoc v prípade núdze núdzovej situácie, rovnako ako ochranu pred účinkami neznámej sily z iných planét a vesmíru. Je ťažké, vyžaduje veľa času a úsilia, veľký teoretický základ, iba za použitia najmodernejšie vybavenie a lieky.

Okrem toho, prípravok par s fyziky a biológie má za úlohu chrániť astronautov z fyzikálnych faktorov priestorových podmienok, ako je:

• teplota;
• žiarenie;
• tlak;
• meteority.

Z tohto dôvodu, štúdie o všetkých týchto faktorov a charakteristík je veľmi dôležité.

Metódy výskumu v biológii

Space biológie, rovnako ako akékoľvek iné biologické vedy, má určitú sadu metód pre štúdium, teoretické materiálu akumulovať a overí jeho praktické závery. Tieto metódy sú časovo nezostane bez zmeny, prechádzajú rekonštrukciou a modernizáciou v súlade s aktuálnym časom. Avšak, historicky biológia techniky stále relevantné k tomuto dňu. Patria medzi ne:

1. Pozorovanie.
2. Experiment.
3. Historická analýza.
4. Popis.
5. Porovnávať.

Tieto metódy biologickej výskumnej základne, aktuálny po celú dobu. Ale existuje niekoľko ďalších, ktoré sa objavili s rozvojom vedy a techniky, elektronické fyziky a molekulárnej biológie. Sú to oni, ktorí sú povolaní k dnešnému dňu a hrajú najväčšiu úlohu pri štúdiu biologických, chemických, lekárskych a fyziologických procesov.

moderné metódy

1. Metódy génového inžinierstva a bioinformatiky. Tu sa odkazuje agrobakteriálního a balistickú transformáciu, PCR (polymerázová reťazová reakcia). Úloha biologických štúdií takého plánu je skvelé, pretože nám umožňujú nájsť riešenie problémov výživy a okysličovanie raketomety a kabín pre pohodlnú stavu kozmonautov.
2. Metódy proteínové chémie a histochemie. Tie vám umožní kontrolovať bielkoviny a enzýmy v živých systémoch.
3. Za použitia fluorescenčné mikroskopia, superrozlišovací mikroskopia.
4. Použitie molekulárnej biológie a biochémie, a výskumných metód.
5. Biotelemetry - metóda, ktorá je výsledkom kombinácie práce inžinierov a lekárov biologického. To vám umožní ovládať všetky fyziologicky dôležité funkcie organizmu na diaľku pomocou ľudského tela rádiovej komunikácie a počítačového registrátora. Priestor biológie používa túto metódu ako základ pre sledovanie účinkov priestorových pomerov na astronautov organizmy.
6. Biologická indikácia medziplanetárneho priestoru. Veľmi dôležitá metóda biológie priestoru, ktorý umožňuje vyhodnotiť stav medziplanetárnom prostredí, na získanie informácií o vlastnostiach rôznych planét. Základom je tu použitie zvierat s integrovanými senzormi. To, že testované zvieratá (myš, pes, opica) získať informácie z obežnej dráhy na zemi, ktorá sa používa vedci pre analýzu a závery.

Moderné metódy biologického výskumu môže riešiť nielen problémy pokročilé kozmickej biológie, ale aj univerzálne.

Problémy kozmickej biológie

Všetky tieto metódy biomedicínskeho výskumu, žiaľ, ešte nemohol vyriešiť všetky problémy vesmíru biológie. Existuje celý rad aktuálnych otázok, ktoré sú životne dôležité pre tento deň. Hlavnými problémami, ktorým čelia kozmickej medicíny a biológie.

1. Výber vyškolený personál na let do vesmíru, zdravotný stav, ktorý by mohol splniť všetky požiadavky lekárov (vrátane umožní astronautom, aby vydržali tvrdý výcvik a školenie letu).
2. Slušnej úrovni školenia a dodávky všetky potrebné pracovný priestor posádky.
3. Zaistenie bezpečnosti všetkých parametrov (vrátane tých od vplyvu neznáme alebo cudzie faktorov od iných planétach) lodí prevádzkovaných a aviakonstruktsiyam.
4. Psychofyziologickou rehabilitácii kozmonautov sa vracajú na Zem.
5. Vyvinúť spôsoby, ako chrániť astronautov a kozmickej lode z radiácie.
6. Zabezpečovanie normálnych životných podmienok v kabínach na lety do vesmíru.
7. Vývoj a aplikácie výpočtovej techniky v modernizovanej kozmickej medicíny.
8. Realizácia priestor telemedicíny a biotechnológie. Použitím metódy týchto vied.
9. Rozhodnutie lekárske a biologické problémy pre pohodlné lietajúci astronautov na Mars a ďalšie planéty.
10. Syntéza farmakologických prípravkov, ktoré budú riešiť problém kyslíkových prístrojov v priestore.

Rozšírené, zdokonalené a integrovať do aplikácií metód biomedicínskeho výskumu bude riešiť všetky potrebné úlohy a výzvy. Avšak, keď je to - zložitá otázka a úplne nepredvídateľné.

Je potrebné poznamenať, že riešenie na všetky tieto otázky, nie len ruskej vedca, ale vedecká rada zo všetkých krajín sveta. A to je veľké plus. Po spoločný výskum a vyhľadávanie bude neprimerane rýchlo a pozitívne. Úzka medzinárodná spolupráca pri riešení problémov priestoru - kľúčom k úspechu vo vývoji mimo planétu priestoru.

Nedávne pokroky

Tieto úspechy sú mnohé. Koniec koncov, ktorý umožňuje intenzívne práce vykonávať denne, dôkladná a starostlivá nájsť viac a viac nových materiálov, vyvodzovať závery a formulovať hypotézy.

Jedným z najdôležitejších objavov v kozmológii XXI storočia bol objav vody na Marse. To okamžite viedla k narodenia desiatok hypotéz o prítomnosti alebo neprítomnosti života na planéte, možnosť premiestnenia Earthlings na Marse, a tak ďalej.

Ďalším objavom bolo, že vedci identifikovali vekové rozpätie, v ktorom sa osoba, ako pohodlné je to možné, a bez vážnych následkov môže byť v priestore. To začína vo veku od 45 rokov a končí zhruba 55-60 roky. Mladí ľudia, ktorí idú do vesmíru, veľmi trpia psychicky a fyziologicky na jeho návrat na Zem, je ťažké prispôsobiť a usporiadať.

bola objavená voda na Mesiaci (2009). ortuť a veľké množstvo striebra sa našli aj na zemskom satelite.

Metódy biologickej štúdie, ako aj technické a fyzikálne ukazovatele umožňujú bezpečnú k záveru, že bezpečnosť (aspoň nie viac škody, než na Zemi) dopadu iontového žiarenie a žiarenie v priestore.

Vedecké štúdie preukázali, že dlhý pobyt vo vesmíre neukladá značku o stave fyzického zdravia kozmonautov. Problémy však zostávajú v psychologických termínoch.

Tam boli štúdie, ktoré ukazujú, že vyššie rastliny reagujú odlišne na prítomnosť v kozmickom rozlohu. Semená niektorých rastlín v štúdii nevykazovali žiadne genetické zmeny. Iní naopak ukázal zrejmý tlak na molekulárnej úrovni.

Experimenty vykonané na bunkách a tkanivách živých organizmov (cicavce) preukázať, že priestor nemá vplyv na normálny stav a fungovanie týchto orgánov.

Rôzne typy lekárskeho výskumu (tomografia, magnetická rezonancia, vyšetrenie krvi a moču, EKG, CT, a tak ďalej), viedli k záveru, že fyziologické, biochemické, morfologické vlastnosti ľudských buniek ostávajú nezmenené pri pobyte vo vesmíre až do 86 dní.

V laboratóriu, to bolo znovu umelý systém, ktorý vám umožní dostať sa čo najbližšie k stavu beztiaže, a tak preskúmať všetky aspekty účinkov tohto stavu na tele. To umožnilo, aby na oplátku vyvíjať celý rad preventívnych opatrení, aby sa zabránilo vplyvu tohto faktora v ľudskom letu v nulovej gravitácii.

Výsledky Exobiology stala dôkazom prítomnosti organických systémov je pozemské biosféry. Kým to bolo možné len teoretické formulácie týchto predpokladov, ale čoskoro vedci plánujú vyrábať a praktické dôkazy.

Prostredníctvom výskumu biológov, fyzikov, lekárov, ekológov a chemici identifikovali hlboké mechanizmy pôsobenia ľudí na biosféru. Na dosiahnutie tohto cieľa bolo možné vďaka vytvoreniu umelých ekosystémov na planéte a je im poskytuje rovnaký účinok, ako na Zemi.

Nie je to všetky úspechy kozmického biológie, kozmológiu a medicíne dnes, ale len tie hlavné. Je tu veľký potenciál, ktorého implementácia je úlohou týchto vied pre budúcnosť.

Život vo vesmíre

Podľa moderný pohľad na život vo vesmíre môže existovať, pretože nedávne objavy potvrdzujú prítomnosť niektoré planéty vhodné podmienky pre vznik a vývoj života. Avšak, názory vedcov na túto tému sú rozdelené do dvoch kategórií:

• Život neexistuje inde ako Zem, nikdy nebola a nikdy nebude;
• život je v obrovskej rozlohy priestoru, ale ľudia ešte neobjavili ho.

Ktorý z týchto hypotéz je správne - je to na každého človeka. Dôkazy a vyvrátenie dôkazov, a na jeden, a druhý je dosť.