Bioloxía espazo. Os métodos modernos de investigación biolóxica

Bioloxía Ciencia inclúe unha serie de diferentes seccións de grandes e pequenos subsidiarias Ciencias. E cada un deles é importante non só na vida humana, pero tamén para todo o planeta.

Segundo século nunha fileira persoas están tentando estudar non só a diversidade da vida na Terra, en todas as súas formas, pero tamén para descubrir se hai vida máis aló do planeta, expansión cósmica. Esta cuestión é un especial de ciencia - bioloxía espazo. Nel serán discutidos nesta revisión.

Sección de Ciencias Biolóxicas - espazo bioloxía

Esta ciencia é relativamente novo, pero moi intensamente en desenvolvemento. Os principais aspectos do estudo son:

1. Factores do espazo exterior eo seu impacto sobre os organismos seres, funcións vitais de todos os sistemas vivos no espazo ou aeronave que viven.
2. O desenvolvemento da vida no noso planeta, coa participación do cosmos, a evolución dos sistemas vivos ea probabilidade da existencia de biomasa alén do noso planeta.
3. A posibilidade de construción dun sistema pechado e crear neles as condicións reais de vida para un desenvolvemento cómodo e crecemento de organismos no espazo.

Medicina espacial e bioloxía están intimamente relacionados entre si ciencias, a fin de analizar cuestións de estado fisiolóxico dos seres vivos no cosmos, a súa propagación no espazo interplanetario e evolución.

A través da investigación destas disciplinas tornouse posíbel seleccionar as condicións óptimas para a xente no espazo, e non causar calquera dano á saúde. A riqueza de materiais para a presenza de vida no espazo, as posibilidades de plantas e animais (unicelulares, multicelulares) vivir e crecer en gravidade cero.

Historia da ciencia

Raíces Espazo Bioloxía remonta aos tempos antigos, cando os filósofos e pensadores - naturalistas Aristóteles, Heráclito, Platón, e outros - observando as estrelas, intentando identificar a relación da Lúa e do Sol á Terra, para comprender as causas do seu impacto sobre terras agrícolas e animais.

Máis tarde, durante a Idade Media, foron feitas intentos para determinar a forma da Terra e unha explicación da súa rotación. Por un longo tempo na audiencia foi a teoría, creada por Ptolomeo. Ela dixo que a Terra - este é o centro do universo, e os outros planetas e corpos celestes moverse en torno a el (sistema geocêntrico).

Pero había outro científico, o Polo Nicholas Copernicus, que demostrou a falacia destas alegacións e ofreceu a súa, o sistema heliocéntrico da estrutura do mundo: no centro - Sol e todos os planetas se moven ao redor. Ao mesmo tempo o sol - tamén estrelam. As súas opinións foron apoiadas polos seguidores de Giordano Bruno, Newton, Kepler, Galileo.

Con todo, foi a bioloxía cósmica como unha ciencia apareceu moito despois. Só o científico ruso do século XX Konstantin Tsiolkovsky Eduardovich desenvolveu un sistema que permite que as persoas para penetrar nas profundidades do espazo e aprendela las lentamente. El é considerado o pai desta ciencia. Tamén un papel importante no desenvolvemento cosmobiologia xogado descubrimentos en física e astrofísica, química e mecánica cuántica, Einstein, Bohr, Planck, Landau Fermi, Kapitsa, Bogolyubov e outros.

Unha nova investigación, permitindo que a xente a facer as mesmas partidas longas-planeado no espazo, pode identificar a xustificación seguridade sanitaria e biolóxica específica e impacto de fóra do planeta as condicións formuladas por Tsiolkovsky. Cal foi o seu punto?

1. Os científicos xa unha base teórica os efectos da gravidade sobre os organismos de mamíferos.
2. El modelou varios xeitos de crear condicións de espazo no laboratorio.
3. Astronautas propuxo opcións para obter alimentos e auga por medio de circulación de plantas e materiais.

Así, Tsiolkovsky todos os principios básicos da astronáutica foron establecidas que non perderon a súa relevancia hoxe.

lixeireza

investigación biolóxica moderna examinando o impacto de factores dinámicos no corpo humano en condicións de espazo permitir o máximo para rescatar os astronautas do impacto negativo destes mesmos factores.

Existen tres principais características dinámicas:

• vibración;
• aceleración;
• imponderabilidade.

O máis inusual e importante para a acción sobre o corpo humano é leve. Esta é unha condición na que a forza da gravidade desaparece e non é substituído por outros efectos inerciais. Neste caso, a persoa perde a capacidade de controlar a posición do corpo no espazo. Tal estado comeza nas capas inferiores do espazo e preservados en todo o seu espazo.

A investigación biomédica mostra que en condicións de falta de gravidade ocorren os seguintes cambios no corpo humano:

1. Acelera os batimentos cardíacos.
2. Músculos relaxan (o ton).
3. Reducida capacidade de traballo.
4. alucinacións espaciais posible.

Home en ausencia de gravidade poder ser de ata 86 días, sen ningún dano á saúde. Isto foi probado empíricamente e confirmou a partir dun punto de vista médico. Con todo, un dos problemas da bioloxía espazo e medicina hoxe é o desenvolvemento dun complexo para a prevención dos efectos da gravidade sobre o corpo humano en medidas xerais, eliminar a fatiga, aumentar e manter o funcionamento normal.

Hai unha serie de condicións que se axusten os astronautas para superar a ausencia de peso, e manter o control sobre o corpo:

• deseño de aeronaves unirse aos estándares necesarios de seguridade para os pasaxeiros;
• astronautas sempre coidadosamente presos aos seus lugares, a fin de evitar a fuga imprevista-se;
• todos os elementos a bordo do buque ten un lugar ben definido e fixado correctamente, a fin de evitar situacións traumáticas;
• os líquidos son almacenados en recipientes pechados hermeticamente, embalados.

Para acadar bos resultados na superación gravidade, os astronautas son extensa adestrados no mundo. Pero, desgraciadamente, moderno busca non permite a creación de tales condicións no laboratorio. No noso planeta, para superar a forza da gravidade non é posible. É tamén unha das tarefas para o futuro da industria aeroespacial e de bioloxía médica.

Conxestión no espazo (aceleración)

Outro factor importante que afecta o ser humano no espazo, son a aceleración ou de sobrecarga. A esencia destes factores é reducida a unha redistribución da carga desigual sobre o corpo durante a fortes movementos na velocidade espacial. Existen dous tipos principais de aceleración:

• curta;
• longa.

Como as ciencias da vida, tanto a aceleración é moi importante en influír no estado fisiolóxico do astronauta organismo.

Así, por exemplo, pola acción de pequenas aceleracións (duran menos de 1 segundo) pode ocorrer un cambio irreversible nun organismo a nivel molecular. Ademais, as autoridades non son adestrados suficientemente débil, hai o risco de rotura de membranas. Tal exposición pode ser realizada co recinto da cápsula con Spaceman no espazo, coa súa exección ou desembarque nave espacial en órbita.

Por iso é moi importante que os astronautas sometidos a un exame médico completo e preparación física específica antes do voo ao espazo.

aceleración de longa acción ocorre nos foguetes de inicio e de aterraxe, así como durante o voo, nalgúns lugares o espazo do cosmos. A acción destas aceleracións no corpo de datos que fornecen un estudo médico científico, como segue:

• acelera o batear cardíaco e pulsación;
• respiración acelerada;
• observouse a aparición de náuseas e debilidade, pel pálida;
• El sofre visión diante dos ollos aparecen película vermella ou negra;
• quizais a sensación de dor nas articulacións, membros;
• tónus do tecido muscular cae;
• cambios de regulación neuro-humoral;
• Torna-se o intercambio de gases diferente nos pulmóns e no corpo como un todo;
• pode provocar a transpiración.

Sobrecarga e lixeireza forzada investigadores médicos para chegar a formas diferentes. que permite axustar, para adestrar astronautas para soportar os efectos destes factores, sen consecuencias para a saúde e sen perda de eficiencia.

Unha das formas máis eficaces para acelerar a formación de astronautas - un dispositivo de centrifugación. Este é o lugar onde podes observar os cambios que se producen no corpo pola acción de sobrecargas. Tamén permite que para adestrar e adaptarse aos efectos deste factor.

Voo espacial e da medicina

Voar no espazo, por suposto, teñen un gran impacto na saúde das persoas, especialmente na inexperto ou con enfermidades crónicas. Polo tanto, un aspecto importante da investigación médica son todos os detalles do voo, as reaccións do corpo para unha variedade de efectos e forzas fóra do planeta incribles.

Cero-G voo fai a medicina moderna e da bioloxía para inventar e articulada (á vez para realizar, por suposto), un conxunto de medidas para garantir os astronautas nutrición adecuada, descanso, subministración de osíxeno, manter a eficiencia e así por diante.

Ademais, a medicina é designado para asegurar que os astronautas axuda decente en caso de emerxencia, situacións de emerxencia, así como protección contra os efectos das forzas descoñecidas dos outros planetas e espazo. É difícil, require moito tempo e esforzo, unha gran base teórica, utilizando só os máis recentes equipos modernos e medicamentos.

Ademais, a medicina par física e bioloxía ten a tarefa de protexer os astronautas dos factores físicos de condicións de espazo, tales como:

• temperatura;
• radiación;
• presión;
• meteoritos.

Polo tanto, o estudo de todos estes factores e características é moi importante.

Métodos de Investigación en Bioloxía

bioloxía espazo, como calquera outra ciencia biolóxica, ten un certo conxunto de métodos para o estudo, o material teórico para acumular e comprobar as súas conclusións prácticas. Estes métodos son o tempo non permanecen inalterados, son sometidos a renovación e modernización de acordo coa hora actual. Con todo, históricamente técnicas de bioloxía seguen sendo relevantes para este día. Estes inclúen:

1. Observación.
2. Experimento.
3. análise histórica.
4. Descrición.
5. Compare.

Estes métodos de base de investigación biolóxica, a cadea en todo momento. Pero hai outros que xurdiron co desenvolvemento da ciencia e tecnoloxía, física electrónica e bioloxía molecular. Son eles os que son chamados a data e desempeñar o maior papel no estudo de procesos fisiolóxicos biolóxicas, químicas, médicas e.

métodos modernos

1. Métodos de enxeñería xenética e bioinformática. Aquí refírese a transformación agrobacterial e balísticos, PCR (reacción en cadea da polimerase). O papel dos estudos biolóxicos dun plan deste tipo é grande porque nos permiten atopar solucións aos problemas de nutrición e osixenación dos lanzadores de foguetes e cabinas para un estado cómodo de cosmonautas.
2. Métodos de química de proteínas e histoquímica. Eles permiten que control proteínas e enzimas en sistemas vivos.
3. Usando microscopia de fluorescencia, microscopía de Super Resolución.
4. O uso de bioloxía molecular e bioquímica, e métodos de investigación.
5. Biotelemetria - método, que é un resultado da combinación de traballo de enxeñeiros e médicos de base biolóxica. Permite que controlar todas as funcións fisioloxicamente importantes do organismo a unha distancia por medio do corpo humano de comunicación vía radio e do ordenador e registradores. bioloxía espazo utiliza este método como base para efectos de condicións de espazo nos organismos astronautas seguimento.
6. Indica biolóxica do espazo interplanetario. Un método moi importante de bioloxía espazo, o que permite avaliar o estado do medio interplanetario, para obter información sobre as características de diferentes planetas. A base é aquí o uso de animais con sensores integrados. Que os animais de proba (ratos, cans, monos) extraer información das órbitas da Terra, que se usa por científicos de análise e conclusións.

Os métodos modernos de investigación biolóxica pode resolver non só o problema do avanzado bioloxía espazo, pero tamén universal.

Problemas de Bioloxía Espacial

Todos estes métodos de investigación biomédica, por desgraza, aínda non puido resolver os problemas da bioloxía espazo. Hai unha serie de cuestións temas que son vitais para este día. Os principais problemas enfrontados pola medicina espacial e bioloxía.

1. Selección de persoal adestrado para o voo ao espazo, estado de saúde que puidese atender a todas as demandas dos médicos (incluíndo permitiría astronautas para soportar o duro adestramento e capacitación para o voo).
2. A nivel decente de formación e subministración de todo necesarias equipos de espazo de traballo.
3. Garantir a seguridade de todos os parámetros (incluíndo os de factores descoñecidos ou estranxeiras influencia doutros planetas) barcos que operan e aviakonstruktsiyam.
4. Rehabilitación psicofisiológica de astronautas volven á Terra.
5. Desenvolvendo formas de protexer os astronautas e naves espaciais da radiación.
6. Garantir condicións de vida normais nas cabinas en voos ao espazo.
7. Desenvolvemento e aplicación de tecnoloxía informática en medicina espacial modernizado.
8. Implantación da telemedicina espazo e biotecnoloxía. Usando os métodos destas ciencias.
9. A decisión de problemas médicos e biolóxicos para cómodos astronautas que voan a Marte e noutros planetas.
10. Síntese de axentes farmacolóxicos que resolver o problema de equipo de osíxeno no espazo.

Desenvolvido, mellorado e integrado na aplicación de métodos de investigación biomédica pode abordar todas as tarefas e os retos necesarios. Con todo, cando é - unha cuestión complexa, e moi imprevisible.

Nótese que a solución para todas estas preguntas non só científicos rusos, pero o consello científico de todos os países do mundo. E é unha gran vantaxe. Tras investigación conxunta ea procura vai desproporcionalmente rápido e positivo. Estreita cooperación internacional para resolver os problemas de espazo - a clave para o éxito no desenvolvemento do espazo fóra do planeta.

Os recentes avances

Tales realizacións son moitas. Ao final, o que permite un traballo intensivo realizado diariamente, completa e meticuloso para atopar máis e máis novos materiais, sacar conclusións e formular hipóteses.

Un dos descubrimentos máis importantes en cosmoloxía do século XXI foi o descubrimento de auga en Marte. Isto inmediatamente deu orixe ao nacemento de decenas de hipóteses sobre a presenza ou ausencia de vida no planeta, a posibilidade de deslocalización de terráqueos en Marte, e así por diante.

Outro descubrimento foi que os científicos identificaron a franxa de poboación en que a persoa o máis cómodo posible e sen consecuencias graves pode estar no espazo. Isto comeza a partir da idade de 45 anos e remata uns 55-60 anos. Os mozos que van para o espazo, moi sofren psicoloxicamente e fisioloxicamente no seu retorno á Terra, é difícil de adaptarse e reorganizar.

Auga na Lúa foi descuberta (2009). mercurio e unha gran cantidade de prata tamén se atoparon no satélite da Terra.

Métodos de estudos biolóxicos, así como a enxeñaría e os indicadores físicos permitir seguro concluír que a seguridade (polo menos, non máis mal, que na Terra) o impacto da radiación iónico e radiación no espazo.

Estudos científicos demostraron que unha longa estadía no espazo non impón unha marca sobre o estado de saúde física dos astronautas. Con todo, persisten problemas en termos psicolóxicos.

Hai estudos que demostran que plantas superiores responden diferenza á presenza na expansión cósmica. As sementes dalgunhas plantas en estudo non mostraron alteracións xenéticas. Outros, pola contra, mostrou estirpe evidente no nivel molecular.

Experimentos realizados en células e tecidos de organismos vivos (mamíferos) probar que o espazo non afecta o estado normal e funcionamento destes órganos.

Varios tipos de investigación médica (tomografía, resonancia magnética, sangue e ouriños probas, ECG, tomografía computerizada, etc.) levou á conclusión de que o fisiolóxico, bioquímico, morfológico características de células humanas permanecen inalterados cando estadía no espazo ata 86 días.

No laboratorio, foi recreado un sistema artificial que permite chegar o máis próximo a un estado de lixeireza e así explotar todos os aspectos dos efectos desta condición no corpo. Isto permitiu á súa vez, desenvolver unha serie de medidas preventivas para evitar o impacto dese factor no voo dun home en caída libre.

Resultados exobiologia converteuse en evidencias da presenza de sistemas orgánicos ea Biosfera da Terra. Ata que se fixo posible só formulación teórica destas suposicións, pero logo os científicos pretenden producir e probas concretas.

A través biólogos investigación, físicos, médicos, ecoloxistas e químicos identificaron mecanismos profundos da acción de persoas na biosfera. Para alcanzar este obxectivo foi posible a través da creación de ecosistemas artificiais do planeta e está facilitando-lles o mesmo efecto, como na Terra.

Non é todos os logros da bioloxía espazo, cosmoloxía e medicina hoxe, pero só os principais. Hai un gran potencial, cuxa posta en marcha é a tarefa destas ciencias para o futuro.

A vida no espazo

Segundo a visión moderna da vida no espazo pode existir, xa que descubrimentos recentes confirman a presenza dalgúns planetas condicións axeitadas para a aparición e desenvolvemento da vida. Con todo, as opinións de estudosos sobre esta cuestión están divididos en dúas categorías:

• A vida non existe en ningún lugar ademais da Terra, nunca foi e nunca será;
• vida está nas vastas extensións de espazo, pero a xente aínda non descubriron iso.

Que a hipótese é correcta - Correspóndelle a cada persoa. Probas e refutações, e para un, eo outro é o suficiente.