Bijoloġija ispazju. metodi moderni ta 'riċerka bijoloġika

Bijoloġija Xjenza tinkludi lott ta 'taqsimiet differenti tax-Xjenzi sussidjarji żgħar kbar u. U kull wieħed minnhom huwa importanti mhux biss fil-ħajja tal-bniedem, iżda wkoll għall-pjaneta kollha.

It-tieni seklu nies ringiela qed jippruvaw biex tistudja mhux biss id-diversità tal-ħajja fid-dinja fil-forom kollha tagħha, iżda wkoll biex issir taf jekk hemmx ħajja lil hinn mill-pjaneta, expanse kożmika. Din il-kwistjoni hija speċjali xjenza - bijoloġija ispazju. Fuqha se jiġu diskussi f'din ir-reviżjoni.

Taqsima tax-xjenza bijoloġika - bijoloġija ispazju

Din ix-xjenza huwa relattivament żgħar, iżda ħafna intensiv li qed jiżviluppaw. L-aspetti ewlenin tal-istudju huma:

1. Fatturi ta 'spazju ta' barra u l-impatt tagħhom fuq l-organiżmi bnedmin, il-funzjonijiet vitali tas-sistemi kollha li jgħixu fl-ispazju jew ajruplan ħajjin.
2. L-iżvilupp tal-ħajja fuq il-pjaneta tagħna, bil-parteċipazzjoni tal-Cosmos, l-evoluzzjoni tas-sistemi li jgħixu u l-probabbiltà tal-eżistenza tal-bijomassa lil hinn pjaneta tagħna.
3. Il-possibbiltà ta 'bini ta' sistema magħluqa u joħolqu fihom il-kundizzjonijiet reali tal-ħajja għal żvilupp komdu u t-tkabbir ta 'organiżmi fl-ispazju.

mediċina ispazju u bijoloġija huma relatati mill-qrib għal kull xjenzi oħra, biex jeżaminaw b'mod konġunt kwistjonijiet ta 'stat fiżjoloġiku ta ħlejjaq ħajjin fil-Cosmos, propagazzjoni tagħhom fl-ispazju interplanetary u l-evoluzzjoni.

Permezz tar-riċerka ta 'dawn id-dixxiplini sar possibbli li jagħżlu l-aħjar kondizzjonijiet għall-persuni fl-ispazju, u mhux jikkawżaw xi ħsara lis-saħħa. Għadd kbir ta 'materjali għall-preżenza tal-ħajja fl-ispazju, il-possibbiltajiet ta' pjanti u annimali (uniċllulari, multiċellulari) jgħixu u jikbru fil żero gravità.

Istorja tax-xjenza

Għeruq Ispazju Bijoloġija tmur lura għall-żminijiet antiki, meta filosofi u ħassieba - ambjentalisti Aristotle, Heraclitus, Plato, u oħrajn - jaraw l-istilel, jippruvaw jidentifikaw ir-relazzjoni tal-qamar u l-Sun-Dinja, biex jifhmu l-kawżi tal-impatt tagħhom fuq l-art agrikola u annimali.

Aktar tard, matul il-Medju Evu, saru tentattivi biex tiddetermina l-forma tal-pjaneta u spjegazzjoni ta 'rotazzjoni tagħha. Għal żmien twil fis-seduta kien l-teorija, maħluqa minn Ptolemy. Hija qalet li d-Dinja - dan huwa l-ċentru tal-univers, u l-pjaneti l-oħra u l-korpi ċelesti jiċċaqalqu madwaru (sistema geocentric).

Iżda kien hemm xjenzat ieħor, il-Pol Nikolay Kopernik, li wera l-fallacy ta dawn it-talbiet u offruti, l-istruttura heliocentric tiegħu tas-sistema dinjija fiċ-ċentru --xemx u l-pjaneti jimxu madwar. Fl-istess ħin il-xemx - ukoll stilla. fehmiet tiegħu kienu appoġġati mill-segwaċi ta 'Giordano Bruno, Newton, Kepler, Galileo.

Madankollu, kien bijoloġija kożmika bħala xjenza deher ħafna aktar tard. Biss fis-seklu XX xjenzat Russu Konstantin Eduardovich Tsiolkovsky żviluppa sistema li tippermetti lin-nies biex jippenetraw fil-fond ta 'spazju u jitgħallmu minnhom bil-mod. Huwa meqjus bħala l-missier ta 'din ix-xjenza. Wkoll rwol kbir fil-cosmobiology iżvilupp lagħbu skoperti fil-fiżika u astrofiżika, kimika u mekkanika kwantistika, Einstein, Bohr, Planck, Landau Fermi, Kapitsa, Bogolyubov u oħrajn.

Riċerka ġdida billi tippermetti lin-nies biex jagħmlu l-istess tluq fit-ppjanati fl-ispazju, possibbli li jiġi identifikat il-ġustifikazzjoni medika u bijoloġika speċifika ta 'sigurtà u l-impatt ta' off-pjaneta l-kundizzjonijiet ifformulati mill Tsiolkovsky. Liema kienet punt tagħhom?

1. Xjentisti ngħataw bażi teoretika-effetti ta 'weightlessness fuq organiżmi mammiferi.
2. Huwa modeled diversi modi biex joħolqu kundizzjonijiet ispazju fil-laboratorju.
3. Astronawti propost għażliet għall-ksib tal-ikel u l-ilma permezz ta 'ċirkolazzjoni ta' pjanti u materjali.

Għalhekk, Tsiolkovsky l-prinċipji bażiċi ta 'Astronawtiċi ġew stabbiliti li ma jkunux tilfu r-rilevanza tagħhom illum.

weightlessness

riċerka bijoloġika Moderna jeżamina l-impatt ta 'fatturi dinamiċi fuq il-ġisem tal-bniedem fil-kundizzjonijiet ispazju jippermettu l-massimu biex isalvaw l-astronawti mill-impatt negattiv ta' dawn l-istess fatturi.

Hemm tliet karatteristiċi dinamiċi ewlenin:

• vibrazzjoni;
• aċċelerazzjoni;
• weightlessness.

L-aktar mhux tas-soltu u importanti għall-azzjoni fuq il-ġisem uman huwa weightless. Din hija kundizzjoni li fiha l-forza tal-gravità tisparixxi u ma jinbidilx minn effetti inerzjali oħra. F'dan il-każ, il-persuna titlef il-ħila li jikkontrollaw l-pożizzjoni tal-ġisem fl-ispazju. Tali stat jibda fis-saffi aktar baxxi ta 'spazju u ppreservati fl-ispazju kollu tagħha.

riċerka bijomedika wriet li f'kondizzjoni weightlessness jseħħu l-bidliet li ġejjin fil-ġisem uman:

1. Quickens l-qalb.
2. Muskoli jirrilassaw (minn ton).
3. Naqqsu l-kapaċità tax-xogħol.
4. alluċinazzjonijiet spazjali possibbli.

Bniedem fil weightlessness kapaċi li jkunu sa 86 ġurnata mingħajr ebda ħsara għas-saħħa. Dan ġie ppruvat b'mod empiriku u kkonfermat minn perspettiva medika. Madankollu, waħda mill-problemi tal-bijoloġija ispazju u l-mediċina llum huwa l-iżvilupp ta 'kumpless għall-prevenzjoni tal-effetti tal weightlessness fuq il-ġisem tal-bniedem fil-miżuri ġenerali, jeliminaw għeja, ittejjeb u ssostni l-operazzjoni normali.

Hemm numru ta 'kundizzjonijiet li jikkonformaw mar-astronawti biex jingħelbu l-weightlessness, u żżomm kontroll fuq il-ġisem:

• disinn ajruplani osservanti mal-istandards meħtieġa ta 'sigurtà għall-passiġġieri;
• astronawti dejjem b'attenzjoni tintrabat mal-postijiet tagħhom sabiex tiġi evitata titjira mhux previsti up;
• punti kollha fuq il-vapur għandu f'postha u marbuta sewwa sabiex jiġu evitati sitwazzjonijiet trawmatiċi definiti sew;
• likwidi huma maħżuna fil magħluqa, kontenituri ermetikament ippakkjat.

Sabiex jinkisbu riżultati tajbin biex jegħlbu weightlessness, astronawti huma mħarrġa sewwa fid-dinja. Iżda, sfortunatament, moderna riċerka ma tippermettix li joħolqu dawk il-kondizzjonijiet fil-laboratorju. Fuq il-pjaneta tagħna, biex jingħelbu l-forza tal-gravità ma jkunx possibbli. Hija wkoll waħda mill-kompiti għall-futur ta 'aerospazjali u l-bijoloġija medika.

Konġestjoni fl-ispazju (aċċellerazzjoni)

Fattur ieħor importanti li jaffettwa l-bniedem fl-ispazju, huma l-aċċelerazzjoni jew tagħbija żejda. L-essenza ta 'dawn il-fatturi huwa mnaqqas għal ridistribuzzjoni tat-tagħbija mhux uniformi fuq il-ġisem waqt mozzjonijiet qawwija fil-veloċità ispazju. Hemm żewġ tipi ewlenin ta 'aċċelerazzjoni:

• qasir;
• twil.

Peress li l-xjenzi tal-ħajja, kemm l-aċċelerazzjoni hija importanti ħafna fl-influwenzar-istat fiżjoloġiku tal-astronawti organiżmu.

Għalhekk, per eżempju, bl-azzjoni ta aċċelerazzjonijiet qasir (dawn jdum inqas minn 1 sekonda) jistgħu jseħħu bidla irriversibbli f'organiżmu fil-livell molekulari. Ukoll, jekk l-awtoritajiet ma jiġux imħarrġa dgħajfa biżżejjed, hemm ir-riskju ta 'ksur ta' membrani. Tali espożizzjoni jista 'jsir bl-kompartiment kapsula ma Spaceman fl-ispazju, bl-tfigħ jew inżul vettura spazjali f'orbita tagħha.

Għalhekk huwa importanti ħafna li l-astronawti għaddew minn eżami mediku bir-reqqa u preparazzjoni fiżika speċifika qabel it-titjira fl-ispazju.

Fit-tul aċċelerazzjoni iseħħ lejn l-rokits bidu u nżul, kif ukoll matul it-titjira, f'xi postijiet l-ispazju tal-Cosmos. L-azzjoni ta 'dawn aċċelerazzjonijiet fuq il-ġisem ta' data li jipprovdu studju mediku xjentifiku, kif ġej:

• quickens l-qalb u impuls;
• nifs quickened;
• osservati l-okkorrenza ta 'dardir u dgħjufija, ġilda pallida;
• Hu jsofri viżjoni qabel l-għajnejn jidhru film aħmar jew iswed;
• forsi l-sensazzjoni ta 'uġigħ fil-ġogi, riġlejn;
• fit-tonus ta 'tessut tal-muskoli jaqa;
• bidliet regolament newro umorali;
• Dan isir skambju differenti gass pulmuni u fil-korp b'mod sħiħ;
• jista 'jikkawża għaraq.

Tgħabija żejda u weightlessness sfurzati riċerkaturi mediċi biex isawru modi differenti. li tippermetti li jaġġustaw, li jħarreġ astronawti biex jifilħu l-effetti ta 'dawn il-fatturi mingħajr konsegwenzi għas-saħħa u mingħajr telf ta' effiċjenza.

Wieħed mill-aktar modi effettivi biex iħaffu t-taħriġ ta astronawti - apparat ċentrifuga. Dan huwa fejn inti tista 'tosserva l-bidliet li jseħħu fil-ġisem bl-azzjoni ta kariki żejda. Hija tippermetti wkoll li inti ferrovija u jadattaw għall-effetti ta 'dan il-fattur.

Ispazju tat-titjira u l-mediċina

Flying fl-ispazju, s'intendi, jkollha impatt kbir fuq is-saħħa tan-nies, speċjalment fil imħarrġa jew b'mard kroniku. Għalhekk, aspett importanti tar-riċerka medika huma d-dettalji kollha tat-titjira, reazzjonijiet kollha tal-ġisem għal varjetà ta 'effetti u l-forzi barra mis-pjaneta inkredibbli.

Zero-G Titjira jagħmel mediċina moderna u l-bijoloġija għall-invenzjoni u artikolazzjoni (fl-istess ħin biex iwettqu, ovvjament), sett ta 'miżuri biex tiġi żgurata l-astronawti nutrizzjoni xierqa, mistrieħ, provvista ta' ossiġnu, imantnu effiċjenza u l-bqija.

Barra minn hekk, il-mediċina hija mfassla biex tiżgura l-astronawti għajnuna deċenti f'każ ta 'emerġenza, sitwazzjonijiet ta' emerġenza, kif ukoll il-protezzjoni mill-effetti tal-forzi mhux magħrufa tal-pjaneti l-oħra u l-ispazju. Huwa diffiċli, teħtieġ ħafna ħin u sforz, bażi teoretika kbir, bl-użu biss it-tagħmir modern aħħar u mediċini.

Barra minn hekk, par mediċina bil-fiżika u l-bijoloġija għandu l-kompitu li jipproteġu astronawti mill-fatturi fiżiċi ta 'kundizzjonijiet ispazju, bħal:

• temperatura;
• radjazzjoni;
• pressjoni;
• meteorites.

Għalhekk, l-istudju ta 'dawn il-fatturi u l-karatteristiċi kollha hija importanti ħafna.

Metodi ta 'riċerka fil-Bijoloġija

bijoloġija ispazju, bħal kull xjenza bijoloġika oħra, għandu ċertu sett ta 'metodi għall-istudju, il-materjal teoretiku li jakkumulaw u tivverifika konklużjonijiet prattiċi tagħha. Dawn il-metodi huma ħin ma jibqgħu l-istess, jgħaddi minn tibdil u l-modernizzazzjoni skond il-ħin kurrenti. Madankollu, storikament tekniki bijoloġija għadhom rilevanti sal-lum. Dawn jinkludu:

1. Osservazzjoni.
2. Esperiment.
3. analiżi storika.
4. Deskrizzjoni.
5. Qabbel.

Dawn il-metodi ta 'bażi ta' riċerka bijoloġika, kurrenti fil-ħinijiet kollha. Iżda hemm diversi oħrajn li nqalgħu bl-iżvilupp tax-xjenza u t-teknoloġija, il-fiżika elettronika u l-bijoloġija molekolari. Huwa huma li huma msejħa sal-lum u jkollhom rwol akbar fl-istudju ta 'proċessi fiżjoloġiċi bijoloġiċi, kimiċi, mediċi u.

metodi moderni

1. Metodi ta 'inġinerija ġenetika u bijoinformatika. Hawnhekk jirreferi trasformazzjoni agrobacterial u ballistiċi, PCR (polymerase chain reaction). Ir-rwol ta 'studji bijoloġiċi ta' tali pjan huwa kbir għaliex dawn jippermettu magħna biex jinstabu soluzzjonijiet għall-problemi ta 'nutrizzjoni u ossiġinazzjoni ta' lanċaturi tar-rokits u kabini għal stat komdu ta 'cosmonauts.
2. Metodi ta 'kimika proteina u histochemistry. Dawn jippermettu li inti kontroll proteini u enzimi fis-sistemi ta 'għajxien.
3. Bl-użu mikroskopija fluworexxenti, mikroskopija superresolution.
4. L-użu tal-bijoloġija molekulari u bijokimika, u metodi ta 'riċerka.
5. Biotelemetry - metodu, li huwa riżultat tal-ħidma kombinazzjoni ta 'inġiniera u tobba biobased. Hija tippermetti li inti kontroll kollha funzjonijiet fiżjoloġikament importanti tal-organiżmu mill-bogħod permezz tal-ġisem uman ta 'komunikazzjoni bir-radju u bil-kompjuter reġistratur. bijoloġija ispazju juża dan il-metodu bħala bażi għall-effetti ta 'kundizzjonijiet spazju fuq l-organiżmi astronawti monitoraġġ.
6. indikazzjoni Bijoloġiċi ta 'spazju interplanetary. Metodu importanti ħafna tal-bijoloġija spazju, li jippermetti biex tevalwa l-istat tal-mezz interplanetary, biex jiksbu informazzjoni dwar il-karatteristiċi tal pjaneti differenti. Il-bażi huwa hawn l-użu ta 'annimali sensors integrati. Li l-annimali tat-test (ġrieden, klieb, xadini) tinkiseb informazzjoni mill-orbiti tad-dinja li hija użata minn xjentisti għall-analiżi u l-konklużjonijiet.

metodi moderni ta 'riċerka bijoloġika tista' ssolvi mhux biss il-problema tal-bijoloġija ispazju avvanzata, iżda wkoll universali.

Problemi ta 'Bijoloġija Ispazju

Kollha ta 'dawn il-metodi ta' riċerka bijomedika, sfortunatament, kienet għadha mhux issolvi l-problemi kollha tal-bijoloġija ispazju. Hemm numru ta 'kwistjonijiet topiċi li huma vitali sal-lum. Il-problemi ewlenin li jiffaċċjaw l-mediċina ispazju u bijoloġija.

1. Għażla ta 'persunal imħarreġ għat-titjira fl-ispazju, l-istat tas-saħħa li jistgħu jilħqu l-ħtiġiet ta' tobba (inklużi jippermetti astronawti biex jifilħu għall-taħriġ iebsa u t-taħriġ għat-titjira).
2. Livell deċenti ta 'taħriġ u l-provvista l-ekwipaġġi neċessarji ispazju tax-xogħol.
3. Jiżguraw is-sigurtà tal-parametri kollha (inklużi dawk minn fatturi mhux magħrufa jew barranin influwenza minn pjaneti l-oħra) bastimenti li joperaw u aviakonstruktsiyam.
4. riabilitazzjoni psychophysiological ta astronawti jirritornaw għall-Dinja.
5. Jiżviluppaw modi biex jipproteġu astronawti u vetturi spazjali mill-radjazzjoni.
6. Iżgurar ta 'kundizzjonijiet ta' għajxien normali fil-kabini fuq titjiriet fl-ispazju.
7. Iżvilupp u l-applikazzjoni ta 'teknoloġija tal-kompjuter fil-mediċina ispazju modernizzat.
8. Implimentazzjoni tat-telemediċina ispazju u l-bijoteknoloġija. Użu tal-metodi ta 'dawn xjenzi.
9. Id-deċiżjoni ta 'problemi mediċi u bijoloġiċi għall-astronawti li jtajru komdu għall Mars u pjaneti l-oħra.
10. Sinteżi ta 'aġenti farmakoloġiċi li se ssolvi l-problema tat-tagħmir ta' ossiġnu fl-ispazju.

Żviluppati, imtejba u integrati fl-applikazzjoni ta 'metodi ta' riċerka bijomedika se tindirizza kompiti u l-isfidi kollha meħtieġa. Madankollu, meta huwa - kwistjoni kumplessa, u pjuttost imprevedibbli.

Għandu jiġi nnutat li s-soluzzjoni kollha ta 'dawn il-mistoqsijiet ma biss xjentisti Russi, iżda l-kunsill xjentifiku tal-pajjiżi kollha tad-dinja. U huwa big plus. Wara r-riċerka konġunta u l-tfittxija se sproporzjonat malajr u pożittiva. kooperazzjoni internazzjonali mill-qrib biex jissolvew problemi ta 'spazju - il-muftieħ għas-suċċess fl-iżvilupp ta' spazju off-pjaneta.

avvanzi riċenti

Kisbiet bħal dawn huma ħafna. Wara kollox, li jippermetti ħidma intensiva mwettqa kuljum, bir-reqqa u iebes biex isibu aktar u aktar materjali ġodda, jiġbed konklużjonijiet u tifformula ipoteżijiet.

Wieħed mill-iskoperti l-iktar importanti fil Cosmology tas-seklu XXI kienet l-iskoperta ta 'ilma fuq Mars. Dan immedjatament taw lok għat-twelid ta 'għexieren ta' ipoteżi dwar il-preżenza jew assenza ta 'ħajja fuq il-pjaneta, il-possibbiltà ta' rilokazzjoni ta 'Earthlings fuq Mars, u l-bqija.

iskoperta oħra kienet li l-xjentisti identifikaw il firxa ta 'età li fiha l-persuna kif komdu possibbli u mingħajr konsegwenzi serji jistgħu jkunu fl-ispazju. Dan jibda mill-età ta '45 sena u tispiċċa madwar 55-60 sena. Iż-żgħażagħ li jmorru fl-ispazju, estremament jsofru psikoloġikament u fiżjoloġikament dwar ir-ritorn tiegħu lejn id-dinja, huwa diffiċli biex jadattaw u rranġati mill-ġdid.

Ilma fuq il-Qamar ġiet skoperta (2009). merkurju u ammont kbir ta 'fidda nstabu wkoll fuq satellita tad-Dinja.

Metodi ta 'studji bijoloġiċi, kif ukoll l-inġinerija u l-indikaturi fiżiċi jippermettu sikur biex jikkonkludi li s-sigurtà (għall-inqas, mhux aktar ħsara, minn fid-dinja) l-impatt ta' radjazzjoni jonika u radjazzjoni fl-ispazju.

Studji xjentifiċi wrew li soġġorn twil fl-ispazju ma timponix marka fuq l-istat ta 'saħħa fiżika tal astronawti. Madankollu, il-problemi jibqgħu f'termini ta psikoloġiku.

Saru studji li juru li l-pjanti ogħla jirrispondux b'mod differenti għall-preżenza fil-expanse kożmika. Iż-żrieragħ ta 'xi pjanti fl-istudju wera ebda tibdil ġenetiċi. Oħrajn, b'kuntrast, wera razza ovvju fuq il-livell molekulari.

Esperimenti mwettqa fuq iċ-ċelloli u t-tessuti ta 'organiżmi ħajjin (mammiferi) tipprova li l-ispazju ma taffettwax l-istat normali u l-funzjonament ta' dawn il-korpi.

Diversi tipi ta 'riċerka medika (testijiet ta' tomografija permezz, MRI, demm u fl-awrina, ECG, CT scan, u l-bqija) wasslu għall-konklużjoni li l fiżjoloġika, bijokimiċi, karatteristiċi morfoloġiċi ta 'ċelluli umani jibqgħu mhux mibdula meta inti toqgħod fl-ispazju sa 86 jum.

Fil-laboratorju, ġie recreated sistema artifiċjali li jippermettilek li tikseb l-aktar qrib għal stat ta 'weightlessness u għalhekk tesplora l-aspetti kollha tal-effetti ta' din il-kundizzjoni fuq il-ġisem. Dan ippermetta, imbagħad, tiżviluppa serje ta 'miżuri preventivi biex jipprevjenu l-impatt ta' dan il-fattur fit-titjira bniedem fil żero gravità.

Riżultati exobiology saret evidenza tal-preżenza ta 'sistemi organiċi hija bijosfera tad-Dinja. Sakemm sar possibbli biss formulazzjoni teoretiku ta 'dawn is-suppożizzjonijiet, iżda malajr xjenzjati pjan biex jipproduċu u l-evidenza prattiku.

Permezz bijoloġisti riċerka, fiżiki, tobba, ekoloġisti u kimiċi identifikaw mekkaniżmi fond ta 'azzjoni ta' nies fuq il-bijosfera. Biex jinkiseb dan sar possibbli permezz tal-ħolqien ta 'ekosistemi artifiċjali tal-pjaneta u huwa jipprovduhom l-istess effett, kif fid-Dinja.

Mhuwiex l-kisbiet tal-bijoloġija ispazju, Cosmology u l-mediċina llum, iżda biss dawk prinċipali. Hemm potenzjal kbir, l-implimentazzjoni tiegħu hija l-kompitu ta 'dawn xjenzi għall-futur.

Ħajja fl-ispazju

Skond il-fehma moderna tal-ħajja fl-ispazju jistgħu jeżistu, peress iskoperti riċenti jikkonfermaw il-preżenza ta 'xi pjaneti kundizzjonijiet xierqa għall-emerġenza u l-iżvilupp tal-ħajja. Madankollu, l-opinjonijiet ta 'skulari fuq din il-kwistjoni huma maqsuma f'żewġ kategoriji:

• Ħajja ma teżistix kullimkien minbarra Dinja, qatt ma kien u qatt mhu se jkun;
• ħajja huwa fl-firxiet kbira ta 'spazju, imma l-poplu għadhom ma skoprew dan.

Liema minn dawn li ipoteżi hija korretta - huwa f'idejn kull persuna. Evidenza u tweġibiet, u għal wieħed, u l-ieħor huwa biżżejjed.