Erdvė biologija. Šiuolaikiniai metodai biologinių tyrimų

Mokslas Biologija apima skirtingų sekcijų didelių ir mažų dukterines mokslų daug. Ir kiekvienas iš jų yra svarbus ne tik žmogaus gyvenimą, bet ir visai planetai.

Antra amžiaus iš eilės žmonės bando mokytis ne tik gyvenimo įvairovę Žemėje visomis jo formomis, bet ir išsiaiškinti, ar yra gyvenimas po planetą, kosminės platybes. Šis klausimas yra specialus mokslas - erdvė biologija. Apie tai bus diskutuojama šioje apžvalgoje.

Skyrius biologijos mokslo - erdvė biologija

Tai mokslas yra gana jauna, tačiau labai intensyviai vystosi. Pagrindiniai aspektai Tyrimo esate:

1. Veiksniai kosmoso ir jų įtaka organizmams gyvų būtybių, gyvybines funkcijas visų gyvų sistemų erdvės ar orlaivių.
2. Gyvenimo raida mūsų planetoje, su kosmoso dalyvavimo, gyvenančių sistemų raidą ir biomasės už mūsų planetos egzistavimo tikimybe.
3. Pastato uždarą sistemą ir sukurti iš jų realias gyvenimo sąlygas patogiam vystymuisi ir augimui organizmams erdvėje galimybės.

Erdvė medicinoje ir biologijoje yra glaudžiai susiję vieni su kitais mokslais, nagrinėti kartu turi klausimų fiziologinės būklės gyvų būtybių kosmose, jų sklidimą į Tarpplanetinė erdvė ir raida.

Per tyrimus šių disciplinų tapo įmanoma pasirinkti optimalias sąlygas žmonių erdvę, o ne todėl jokios žalos sveikatai. Iš medžiagų, skirtų gyvenimo buvimą erdvėje turtas, augalų ir gyvūnų (vienaląsčių, daugialąsčių) galimybės gyventi ir augti nulinės gravitacijos.

Mokslo istorija

Šaknys erdvė Biologija datuojamas senovės laikais, kai filosofai ir mąstytojai - Aristotelis gamtininkai, Heraklitas, Platonas ir kiti - žiūri į žvaigždes, bando nustatyti Mėnulio ir Saulės į Žemę santykius, suprasti jų poveikį žemės ūkio naudmenų ir gyvūnų priežastis.

Vėliau, viduramžiais, buvo bandoma nustatyti žemės figūrą ir jos sukimosi paaiškinimą. Ilgą laiką posėdyje buvo teorija, kurią sukūrė Ptolemėjus. Ji sakė, kad Žemė - tai visatos centras, ir visi kiti planetų ir dangaus kūnai juda aplink jį (Ģeocentrisks sistema).

Bet ten buvo dar vienas mokslininkas, lenkas Nikolay Kopernik, kuris pasirodė šių teiginių klaidingumą ir pasiūlė jo, heliocentrinės struktūrą pasaulio sistemos centre - saulė ir visos planetos juda. Tuo pačiu metu saulės - taip pat žvaigždė. Jo nuomonė buvo palaikoma Giordano Bruno, Niutonas, Kepleris, Galileo pasekėjų.

Tačiau tai buvo kosminės biologijos, kaip mokslas atsirado daug vėliau. Tik XX amžiaus Rusijos mokslininkas Konstantinas Eduardovich Tsiolkovsky sukūrė sistemą, kuri leidžia žmonėms įsiskverbti į erdvės gelmes ir sužinoti jų lėtai. Jis yra laikomas šio mokslo tėvas. Taip pat didelis vaidmuo vystymosi cosmobiology grojo atradimus fizikos ir astrofizikos, chemijos ir kvantinės mechanikos, Einšteinas, Bora, Planck, Landau Fermi, Kapitsa, Bogolyubov ir kt.

Nauji moksliniai tyrimai, leidžiant, kad žmonės galėtų tuos pačius seniai planuota išvykimus erdvėje, galima nustatyti konkrečią medicininę ir biologinės saugos pagrindimą ir poveikį off-planetoje sąlygas suformuluoti Tsiolkovsky. Koks buvo jų tikslas?

1. Mokslininkai buvo suteikta teorinis pagrindas nesvarumo poveikį žinduolių organizmuose.
2. Jis modeliuojama keletą būdų, kaip sukurti erdvę sąlygas laboratorijoje.
3. Astronautai pasiūlė galimybes gauti maisto ir vandens priemonėmis apyvartą augalų ir medžiagų.

Taigi, Tsiolkovsky visi pagrindiniai veikimo principai astronautikos buvo nustatyta, kad neprarado savo aktualumo ir šiandien.

nesvarumas

Modernus biologinių tyrimų nagrinėjant dinaminių veiksnių įtaką žmogaus organizmui kosmoso sąlygomis leidžia maksimalus gelbėti astronautus nuo neigiamo poveikio tų pačių veiksnių.

Yra trys pagrindinės dinaminės charakteristikos:

• vibracijos;
• pagreitis;
• nesvarumo.

Labiausiai neįprastas ir svarbus veiksmų dėl žmogaus organizme jis yra nesvarus. Tai yra būklė, kuri išnyksta gravitacijos jėga ir nėra pakeičiami kitais inercijos poveikis. Tokiu atveju, asmuo praranda gebėjimą kontroliuoti kūno padėtį erdvėje. Tokia valstybė prasideda apatinių sluoksnių erdvėje ir konservuoti visose savo erdvę.

Biomedicinos tyrimai parodė, kad nesvarumo būklės šie pokyčiai atsiranda žmogaus organizme:

1. Pagreitina širdies plakimą.
2. Raumenys atsipalaiduoja (iš tonas).
3. Sumažintas darbingumą.
4. Galimi erdvinių haliucinacijos.

Man nesvarumo galėtų būti iki 86 dienų be jokių žalos sveikatai. Tai buvo įrodyta empiriškai ir patvirtino medicininiu požiūriu. Tačiau, vienas iš kosmoso biologijos ir medicinos šiandien problemų yra, skirto iš nesvarumo poveikis žmogaus organizmui bendrųjų priemonių prevencijos komplekso plėtra, pašalinti nuovargį, pagerinti ir išlaikyti normalų.

Yra tam tikrų sąlygų, atitinkančių astronautų įveikti nesvarumo, ir išlaikyti kontroliuoti kūno numeris:

• orlaivio projektavimo laikosi reikiamų saugos standartų už keleivių;
• astronautai visada kruopščiai tvirtinamos prie savo vietas, kad būtų išvengta nenumatytų skrydį iki;
• visi daiktai ant laivo turi gerai apibrėžtą vietą ir tinkamai pritvirtinti, kad būtų išvengta traumų atvejais;
• skysčiai yra saugomi uždarose, hermetiškai supakuotos talpyklose.

Norint pasiekti gerų rezultatų įveikiant nesvarumo, astronautai kruopščiai apmokyti pasaulyje. Bet, deja, modernus tyrimai neleidžia sukurti tokias sąlygas laboratorijoje. Mūsų planetoje, įveikti gravitacijos jėga yra neįmanoma. Jis taip pat yra vienas iš skirtų aviacijos ir medicinos biologijos ateityje užduotis.

Perkrovos erdvėje (pagreitis)

Kitas svarbus veiksnys, turintis įtakos žmogaus buvimo vietos, yra pagreitis ar perkrovos. Šių veiksnių esmė yra sumažintas iki netolygiai apkrova ant kūno perskirstymo per stiprių judesių į kosmoso greičiu. Yra dviejų pagrindinių tipų pagreičio:

• trumpas;
• ilgai.

Kaip Life Sciences, tiek pagreitis yra labai svarbu įtakojant fiziologinį organizmo būklės kosmonautas.

Tokiu būdu, pavyzdžiui, trumpųjų pagreičius veiksmų (jie trunka mažiau nei 1 sekundę), gali pasireikšti negrįžtamą pasikeitimą organizmo molekulinio lygio. Be to, jei valdžios institucijos nerengiami pakankamai silpna, ten yra vaisiaus dangalų plyšimas rizika. Pavyzdžiui poveikis gali būti atliekamas su kapsulės dėtuve su Spaceman erdvėje, su jos iškristi arba iškrovimo erdvėlaivių į orbitą.

Todėl labai svarbu, kad astronautai buvo atlikta išsami medicininė apžiūra ir konkretų fizinį pasirengimą prieš skrydį į kosmosą.

Ilgai veikiantis pagreitis atsiranda pakilimo ir nusileidimo raketos, taip pat per skrydžio, kai kuriose vietose iš kosmoso erdvę. Tokių pagreičių dėl duomenų, suteikiančių mokslinių medicinos tyrimą, taip kūno Veiksmas:

• pagreitina širdies plakimas ir impulso;
• atgaivinti kvapą;
• stebėjo pykinimas ir silpnumas įvykis, blyški oda;
• Jis kenčia viziją prieš akys atrodo raudonos arba juodos spalvos plėvelė;
• Galbūt sąnarių skausmas, galūnių sensacija;
• tonuso raumeninis audinys patenka;
• neuro-humoralinis reguliavimas pokyčiai;
• Jis tampa skirtingą dujų biržą plaučius ir kūno kaip visumos;
• gali sukelti prakaitavimą.

Perkrovos ir nesvarumo priversti medicinos mokslininkai sugalvoti įvairių būdų. leidžianti reguliuoti, mokyti astronautus atlaikyti šių veiksnių poveikį be pasekmių sveikatai ir neprarandant efektyvumo.

Vienas iš efektyviausių būdų, siekiant pagreitinti astronautų mokymo - centrifuga įrenginį. Tai kur jūs galite stebėti pokyčius, kurie atsiranda organizme pagal perkrovų veiksmų. Ji taip pat leidžia jums mokyti ir prisitaikyti prie šio veiksnio poveikio.

Kosminių skrydžių ir medicina

Skraidymas erdvėje, žinoma, turi didelę įtaką žmonių sveikatai, ypač neišauklėtas arba su lėtinėmis ligomis. Todėl svarbus aspektas medicininių tyrimų yra visi skrydžio detales, visi organizmo reakcijos į tam poveikio ir neįtikėtinai Off-planetos jėgų įvairovė.

Nulis-G Skrydžio daro šiuolaikinės medicinos ir biologijos sugalvoti ir aiškiau (tuo pačiu metu atlikti, žinoma), tam tikrų priemonių, kad būtų užtikrintas astronautus Tinkama mityba, poilsis, deguonies tiekimo, išlaikyti efektyvumą ir pan rinkinį.

Be to, vaistas skirtas užtikrinti astronautų padoraus pagalbos nelaimės atveju, kritinėse situacijose, taip pat apsaugą nuo nežinomų jėgų iš kitų planetų ir vietos poveikį. Tai sunku, reikalauja daug laiko ir pastangų, didelio teorinio pagrindo daug, naudojant tik naujausias modernią įrangą ir vaistus.

Be to, vaistas susilygino su fizikos ir biologijos užduotis yra apsaugoti astronautus nuo fizinių veiksnių kosmoso sąlygomis, kaip antai:

• temperatūra;
• spinduliuotės;
• slėgio;
• meteoritai.

Todėl visų šių veiksnių ir charakteristikų tyrimas yra labai svarbus.

Tyrimo metodai biologijos

Erdvė biologija, kaip ir bet kuris kitas biologijos mokslo, turi tam tikrą rinkinį metodų tyrimo, teorinė medžiaga, kaupti ir patikrinti savo praktines išvadas. Šie metodai yra laiko nelieka nepakitę, atlikti atnaujinimą ir modernizavimą pagal esamą laiką. Tačiau istoriškai biologijos metodus vis dar išlieka aktualus iki šių dienų. Tai apima:

1. Pastebėjimas.
2. Eksperimentą.
3. Istorinė analizė.
4. Aprašymas.
5. Palyginti.

Šie biologinio mokslinių tyrimų bazę, dabartinėje visais laikais metodai. Tačiau yra keletas kitų, kurie kilo su mokslo ir technologijų, elektroninės fizikos ir molekulinės biologijos vystymuisi. Tai tie, kurie yra pašaukti datą ir žaisti didžiausią vaidmenį biologinės, cheminės, medicinos ir fiziologinių procesų tyrimas.

šiuolaikiniai metodai

1. Metodai genų inžinerijos ir bioinformatikos. Čia reiškia agrobacterial ir nuo kulkų transformaciją, PGR (polimerazės grandinine reakcija). Biologinių tyrimų tokio plano vaidmuo yra didelis, nes jie leidžia mums rasti sprendimus į mitybą ir deguonimi problemų raketų paleidimo ir kabinos patogios būsenos kosmonautų.
2. Metodai baltymų chemijos ir histocheminio. Jie leidžia jums kontroliuoti baltymų ir fermentų gyvenimo sistemas.
3. Naudojant fluorescencijos mikroskopija, superresolution mikroskopu.
4. Molekulinės biologijos ir biochemijos, ir tyrimų metodų naudojimas.
5. Biotelemetry - metodas, kuris yra derinio darbo inžinierių ir gydytojai biobased rezultatas. Jis leidžia jums valdyti visus fiziologiškai svarbių organizmo funkcijas per atstumą, naudojant žmogaus kūno radijo ryšio ir kompiuterių-registratorius. Erdvė biologija naudoja šį metodą kaip stebėti poveikį kosminių sąlygomis astronautai organizmų pagrindu.
6. Biologinis nuoroda Tarpplanetinė erdvėje. Labai svarbus metodas kosmoso biologijos, kuri leidžia įvertinti tarpplanetinė medžiaga, valstija, siekiant gauti informacijos apie įvairių planetų charakteristikas. Pagrindas yra čia gyvūnų naudojimas su integruotais jutikliais. Kad tiriamieji gyvūnai (pelės, šunys, beždžionės) išgauti informaciją iš žemės orbitos, kuria naudojasi mokslininkų analizę ir išvadas.

Šiuolaikiniai metodai biologinių tyrimų gali išspręsti ne tik pažangios kosmoso biologijos problemų, tačiau taip pat universalus.

Problemos erdvės biologijos

Visi šie biomedicininių tyrimų metodų, deja, dar negalėjo išspręsti visas kosmoso biologijos problemų. Yra aktualiais klausimais, kurie yra gyvybiškai svarbūs šią dieną skaičius. Pagrindinės problemos, su kuriomis susiduria kosmoso medicinos ir biologijos.

1. Atrankos apmokytas personalas skrydžiui į kosmosą, sveikatos būklė, kuri galėtų atitikti visus gydytojų reikalavimus (įskaitant leistų astronautai atlaikyti griežtą mokymo ir mokymo skrydžio).
2. Padoraus lygio mokymo ir pateikia visą būtiną darbo erdvę įguloms.
3. visų parametrų (įskaitant iš nežinomų ar užsienio veiksnių įtaka iš kitų planetų), veikiančių laivų ir aviakonstruktsiyam saugumo užtikrinimas.
4. Psichofiziologinio reabilitacija astronautų grįžta į Žemę.
5. Plėtoja būdus, kaip apsaugoti astronautus ir erdvėlaivių iš spindulių.
6. Užtikrinti normalias gyvenimo sąlygas kajutės apie skrydžius į kosmosą.
7. Kūrimas ir taikymas kompiuterinio technologijos modernizuoto kosmoso medicinoje.
8. Įgyvendinimas kosmoso telemedicina ir biotechnologijų srityse. Naudojant šių mokslų metodus.
9. Medicinos ir biologinių problemų patogiam plaukiojančių astronautus į Marsą ir kitų planetų sprendimas.
10. Sintezė farmakologinių preparatų, kurie bus išspręsti deguonies įrangos problemos erdvėje.

Sukurta, geresnį ir integruotą į metodus, biomedicininių tyrimų bus spręsti visas reikiamas užduotis ir iššūkius taikymo. Tačiau, kai tai - sudėtingas klausimas, ir gana nenuspėjamas.

Reikėtų pažymėti, kad sprendimas visus šiuos klausimus ne tik Rusijos mokslininkai, tačiau mokslo taryba visose pasaulio šalyse. Ir tai didelis pliusas. Po bendrų mokslinių tyrimų ir paieška bus neproporcingai greitai ir teigiamas. Uždaryti tarptautinis bendradarbiavimas sprendžiant problemas erdvėje - raktas į sėkmę į off-planetos erdvėje plėtrai.

Naujausi pasiekimai

Tokie pasiekimai yra daug. Galų gale, kuri leidžia intensyvus darbas atliekamas kasdien, kruopščiai ir kruopštus rasti vis daugiau ir daugiau naujų medžiagų, daryti išvadas ir suformuluoti hipotezes.

Vienas iš svarbiausių atradimų kosmologijos XXI amžiuje buvo vandens atradimas Marse. Tai iš karto sukėlė dešimtys hipotezių apie buvimą ar nebuvimą gyvenimo planetoje, kad perkėlimo planetos gyventojų Marse galimybės ir pan gimimo.

Kitas atradimas buvo tai, kad mokslininkai nustatė, kad amžiaus ribos, per kurį asmuo, kaip patogiai, kaip įmanoma ir be rimtų pasekmių gali būti erdvėje. Tai prasideda nuo 45 metų amžiaus ir baigiasi apie 55-60 metų. Jauni žmonės, kurie eina į kosmosą, labai kenčia psichologiškai ir fiziologiškai grįžęs į Žemę, tai sunku prisitaikyti ir pertvarkyti.

Vandens Mėnulyje buvo atrasta (2009). gyvsidabrio ir didelė suma iš sidabro, taip pat buvo rasta ant žemės palydovo.

Metodai biologinių tyrimų, taip pat inžinerijos ir fizinių rodikliai leidžia daryti išvadą, kad saugumas (bent ne daugiau žalos, nei Žemėje) esančios joninės spinduliuotės ir radiacinės erdvėje poveikį.

Moksliniai tyrimai įrodė, kad ilgas buvimas erdvėje nenustato ženklas ant fizinės sveikatos astronautų valstybės. Tačiau problemos išlieka psichologiniu požiūriu.

Yra buvę tyrimai, rodantys, kad aukštesnieji augalai skirtingai reaguoti į kosminę platybių akivaizdoje. Kai kurių tyrime augalų sėklos neparodė genetinius pakeitimus. Kiti, priešingai, parodė akivaizdų įtampą molekulinio lygio.

atliekamas remiantis ląstelių ir audinių gyvųjų organizmų (Žinduoliai) Eksperimentai įrodo, kad vietos neturi įtakos normalios būsenos ir veikimą šių organų.

Įvairios medicinos tyrimų (tomografija, magnetinio rezonanso, kraujo ir šlapimo tyrimai, EKG, kompiuterinė tomografija, ir tt), prieita prie išvados, kad fiziologinė, biocheminiai, morfologiniai ypatumai žmogaus ląstelių nesikeis, kai buvimo erdvėje iki 86 dienų.

Laboratorijoje, jis buvo atkurta dirbtinį sistemą, kuri leidžia jums gauti kuo arčiau nesvarumo būklės ir taip ištirti visus šio būklės ant kūno poveikio aspektus. Tai leido, savo ruožtu, kurti prevencines priemones, skirtas užkirsti kelią šio veiksnio poveikį žmogaus skrydžio į nulinės gravitacijos seriją.

Rezultatai exobiology tapo įrodymų organinių sistemų buvimas yra Žemės biosfera. Kol ji tapo įmanoma tik teorinis formulavimas šiomis prielaidomis, tačiau netrukus mokslininkai planuoja gaminti ir praktiškas įrodymų.

Per tyrimų biologai, fizikai, gydytojai, ekologai ir chemikai nustatė giliai mechanizmų veikimo žmonių biosferos. Norėdami tai pasiekti buvo įmanoma per dirbtinių ekosistemų planetos kūrimo ir teikia jiems tokį patį poveikį, kaip Žemėje.

Tai ne visi kosmoso biologija, kosmologijos ir medicina šiandien pasiekimai, bet tik svarbiausios. Yra daug galimybių, kurių įgyvendinimas yra šių mokslų ateities uždavinys.

Gyvenimas kosmose

Pagal šiuolaikinės siekiant gyvenimo erdvėje gali egzistuoti, nes naujausi atradimai patvirtina kai kurių planetų tinkamų sąlygų atsiradimo ir plėtros gyvenimo buvimą. Tačiau mokslininkų nuomonės šiuo klausimu yra suskirstyti į dvi kategorijas:

• Gyvenimas neegzistuoja kita nei Žemėje visur niekada nebuvo ir niekada nebus;
• gyvenimas yra platybės erdvėje, bet žmonės dar ją atrado.

Kuris iš hipotezė yra teisinga - tai iki kiekvienam asmeniui. Įrodymai ir paneigimus, ir vienas, ir kitas yra pakankamai.