Vesoljska biologija. Sodobne metode biološke raziskave

Znanost Biologija vključuje veliko različnih oddelkov velikih in manjših hčerinskih družb znanosti. In vsak od njih je pomembno ne le za človeško življenje, ampak tudi za celoten planet.

Drugi stoletja v vrsti ljudi, ki se trudijo, da študija ne le raznolikost življenja na Zemlji v vseh njenih oblikah, pa tudi da bi ugotovili, ali obstaja življenje izven našega planeta, kozmičnega prostranstva. To vprašanje je posebna znanost - vesoljska biologija. Na njem bodo razpravljali v tem pregledu.

oddelek biološka znanost - vesoljska biologija

Ta znanost je relativno mlada, a zelo intenzivno razvija. Glavni vidiki študije so:

1. Dejavniki vesolja in njihov vpliv na organizme, ki živijo bitja, vitalne funkcije vseh živih sistemov v prostoru ali letalu.
2. Razvoj življenja na našem planetu, v sodelovanju z vesolja, razvoju živih sistemov in verjetnost obstoja biomase zunaj našega planeta.
3. Možnost gradnje zaprt sistem in ustvarja v njih prave pogoje življenja za udobno razvoj in rast organizmov v prostoru.

Prostor medicine in biologije so tesno povezane med seboj ved, preučiti skupaj razkrivali vprašanja fiziološkega stanja živih bitij v vesolju, njihovo širjenje v medplanetarni prostor in razvoj.

Skozi raziskovanje teh področij je bilo možno izbrati optimalne pogoje za ljudi v prostoru, in ne povzroča nobene škode za zdravje. Bogastvo materialov za prisotnost življenja v vesolju, možnosti rastlin in živali (enoceličnih, večceličnih) živi in ​​raste v breztežnosti.

Video: Metode študiju biologije

Zgodovina znanosti

Korenine vesoljska biologija sega do antičnih časov, ko so filozofi in misleci - Aristotel naravoslovci, Heraklit, Platon, in drugi - opazovanje zvezd, ki poskušajo ugotoviti odnos Lune in Sonca na Zemljo, da razumejo vzroke za njihov vpliv na kmetijska zemljišča in živali.

Pozneje, v srednjem veku, so se začela prizadevanja za določitev obliko Zemlje in obrazložitev njenega vrtenja. Za dolgo časa na obravnavi je bila teorija, ki jo Ptolemej ustvaril. Rekla je, da je zemlja - je Središče vesolja, in vsi drugi planeti in nebesna telesa premakne okoli njega (Geocentričan sistem).

Vendar pa je bil še en znanstvenik, Poljak Nikolaj Kopernik, ki je dokazal zmoto teh terjatev in ponudil, heliocentrični strukturo svetovnega sistema v centru - sonce in vsi planeti gibati. Hkrati sonce - tudi zvezda. Njegova stališča so podprta s privrženci Giordano Bruno, Newton, Kepler, Galileo.

Kljub temu, da je kozmično biologija kot znanost pojavila mnogo kasneje. Samo v ruski znanstvenik v XX stoletju Konstantin Ciolkovskega razvili sistem, ki ljudem omogoča, da prodre v globine prostora in jih učijo počasi. On se šteje, da je oče te znanosti. Prav tako je velika vloga pri razvoju cosmobiology igral odkritja v fiziki in astrofiziki, kemije in kvantne mehanike, Einstein, Bohr, Planck, Landau Fermi, Kapitsa, Bogolyubov in drugi.

Nova raziskava, ki omogoča ljudem, da bi enako dolgo načrtovane odhode v prostoru, mogoče opredeliti posebne medicinske in biološke varnosti upravičenost in vpliv izven planeta na pogoje, ki jih Ciolkovskega oblikovala. Kakšen je bil njihov smisel?

1. Znanstveniki so dobili teoretično podlago učinke breztežnosti na sesalcev organizme.
2. On je po vzoru več načinov za ustvarjanje prostorskih pogojev v laboratoriju.
3. Astronavti predlagala možnosti za pridobivanje hrane in vode s pomočjo kroženja rastlin in materialov.

Tako je bilo Ciolkovskega vsa temeljna načela so iz astronavtike določeno, da niso izgubili svoj pomen danes.

breztežnost

Sodobna biološke raziskave, ki preučuje vpliv dinamičnih faktorjev na človeško telo v vesoljskih razmerah omogočajo največjo rešiti astronavte iz negativnega vpliva teh istih dejavnikov.

Obstajajo tri glavne dinamične karakteristike:

• vibracij;
• pospešek;
• breztežnost.

Najbolj nenavadno in pomembno za delovanje na človeško telo je brez teže. To je stanje, v katerem je sila teže izgine in se ne nadomesti z drugimi vztrajnostnih učinkov. V tem primeru je oseba izgubi sposobnost za nadzor položaja telesa v prostoru. Takšno stanje se začne v spodnjih plasteh prostor in ohranjena v vsem svojem prostoru.

Biomedicinske raziskave so pokazale, da v breztežnosti stanju naslednje pride do sprememb v človeškem telesu:

1. Pospeši srčni utrip.
2. Mišice se sprostijo (od ton).
3. Zmanjšana delovna sposobnost.
4. Možni prostorske halucinacije.

Človek v breztežnosti lahko tudi do 86 dni, brez škode za zdravje. To se je izkazalo, empirično in potrjen z medicinskega vidika. Vendar pa je eden od problemov prostora biologije in medicine danes je razvoj kompleksa za preprečevanje učinkov breztežnosti na človeško telo v splošnih ukrepov, odpravi utrujenost, povečanje in ohranjanje normalnega delovanja.

Obstajajo številni pogoji, ki so skladni z astronavti za premagovanje breztežnosti, in ohraniti nadzor nad telesom:

• Oblikovanje letala spoštuje potrebnih standardov varnosti za potnike;
• astronavti vedno skrbno pritrjen na svoje sedeže, da bi preprečili nepredvidene let navzgor;
• vse točke na ladji imajo natančno določeno mesto in ustrezno zavarovani, da bi se izognili travmatične situacije;
• tekočine so shranjeni v zaprtih, hermetično pakirani posodah.

  

Da bi dosegli dobre rezultate pri premagovanju breztežnosti, so astronavti temeljito usposobljeni na svetu. Ampak, žal, sodobna znanstvene raziskave ne omogočajo ustvariti takšne razmere v laboratoriju. Na našem planetu, da premaga silo gravitacije, ni mogoča. To je tudi ena od nalog za prihodnost vesoljsko in medicinske biologije.

Zastoji v prostoru (pospešek)

Drug pomemben dejavnik, ki vpliva na človeka v prostoru, so pospešek ali preobremenitev. Bistvo teh dejavnikov se zmanjša do prerazporeditve neenakomerne obremenitve na telesu v času močnih gibov v hitrosti prostora. Obstajata dve glavni vrsti pospeška:

Video: Raziskovalne metode v biologiji

• Skratka;
• dolgo.

Kot znanosti o življenju, tako pospešek je zelo pomembno vplivajo na fiziološko stanje organizma astronavt.

Tako, na primer, z delovanjem kratkih pospeškov (trajajo manj kot 1 sekundo) lahko pride do nepopravljive spremembe v organizmu na molekularnem nivoju. Tudi, če se oblasti niso usposobljeni dovolj šibka, obstaja tveganje zloma membran. Taka izpostavitev lahko izvedemo s predalom za kapsule z Astronavt v vesolju, z izmetom ali pristanek vesoljskega plovila v orbiti.

Zato je zelo pomembno, da so astronavti opravili temeljit zdravniški pregled in posebne fizične priprave pred poletom v vesolje.

Dolgotrajnim delovanjem pospešek pojavi na začetku in pristajalnih raket, pa tudi med letom, na nekaterih mestih prostor vesolja. Delovanje takšnih pospeškov na telesu podatkov, ki zagotavljajo znanstveno medicinsko študijo, kot sledi:

• pospeši srčni utrip in utrip;
• pospešil dih;
• opazili pojav slabosti in šibkosti, bledo kožo;
• Trpi vizijo preden se pojavijo oči rdeče ali črno folijo;
• morda občutek bolečine v sklepih, udih;
• tonus mišičnega tkiva pade;
• Spremembe regulacijski nevro-humoralni;
• To postane drugačno izmenjavo plinov v pljučih in v telesu kot celote;
• lahko povzroči znojenje.

Preobremenitev in breztežnosti prisiljeni medicinski raziskovalci prišli do različnih načinov. ki omogoča, da se prilagodijo, da vlak astronavti, da zdrži učinke teh dejavnikov brez posledic za zdravje in brez izgube učinkovitosti.

Eden od najbolj učinkovitih načinov za pospešitev usposabljanje astronavtov - napravo centrifugo. To je, kjer lahko opazujemo spremembe, ki se pojavljajo v telesu z delovanjem preobremenitev. Prav tako vam omogoča, da usposabljanje in prilagajanje na učinke tega dejavnika.

Polet v vesolje in medicina

Letenje v vesolju, seveda, imajo velik vpliv na zdravje ljudi, zlasti v neizurjen ali s kroničnimi boleznimi. Zato je pomemben vidik medicinske raziskave so vse podrobnosti poleta, vse reakcije telesa na različnih učinkov in neverjetno off-planetu sil.

Zero-G Flight omogoča sodobne medicine in biologije, da izumiti in artikulirati (ob istem času za izvedbo, seveda), niz ukrepov za zagotavljanje astronavte pravilna prehrana, počitek, za oskrbo s kisikom, ohranjajo učinkovitost in tako naprej.

Poleg tega je zdravilo namen je zagotoviti astronavti dostojno pomoč v nujnih primerih, v izrednih razmerah, kot tudi zaščito pred vplivi iz neznanih sil drugih planetov in prostor. Težko je, zahteva veliko časa in truda, veliko teoretične podlage, samo z uporabo najnovejše sodobne opreme in zdravil.

Poleg tega, medicina par s fiziki in biologiji ima nalogo, za zaščito astronavtov iz fizikalnih dejavnikov prostorskih pogojev, kot so:

• temperatura;
• sevanje;
• tlak;
• meteoriti.

Zato je študija vseh teh dejavnikov in značilnosti je zelo pomembno.

raziskovalne metode v biologiji

Vesoljska biologija, tako kot vse druge biološke znanosti, ima določen nabor metod za študije, teoretičnega materiala kopičijo in preveri svoje praktične zaključke. Te metode so časovno ne ostanejo nespremenjene, opraviti prenovo in posodobitev v skladu s trenutnim časom. Vendar pa je zgodovinsko biologija tehnike še vedno pomembni za ta dan. Ti vključujejo:

1. Opazovanje.
2. Eksperiment.
3. Zgodovinska analiza.
4. Opis.
5. Primerjavo.

Te metode biološkega raziskovalno bazo, trenutne ves čas. Vendar pa obstajajo tudi številne druge, ki so se pojavile z razvojem znanosti in tehnologije, elektronsko fizike in molekularne biologije. To je tisti, ki so poklicani, da datuma in igrajo največjo vlogo v študiji biološke, kemijske, medicinskih in fizioloških procesov.

sodobne metode

1. Metode genskega inženiringa in bioinformatike. Tu se nanaša agrobacterial in balistično transformacijo, PCR (polimerazna verižna reakcija). Vloga bioloških študij takega načrta je super, saj nam omogočajo, da bi našli rešitev za probleme prehrana in nasičenost kisika raketometi in kabine za udobno stanje kozmonavtov.
2. Metode proteinske kemije in histokemijski. Te vam omogočajo, da nadzor proteinov in encimov v živih sistemih.
3. Uporaba fluorescenčno mikroskopijo, superresolution mikroskopijo.
4. Uporaba molekularne biologije in biokemije in njihove raziskovalne metode.
5. biotelemetry - Postopek, ki je posledica kombiniranja dela inženirjev in zdravniki Biobased. To vam omogoča, da nadzor nad vse fiziološko pomembne funkcije organizma na daljavo s pomočjo človeškega telesa za radijske komunikacije in računalniško-registrarja. Vesoljska biologija uporablja to metodo kot podlaga za spremljanje učinkov prostorskih razmer na astronavtov organizmov.
6. Biološka navedba medplanetarni prostor. Zelo pomemben način vesoljske biologije, ki omogoča, da oceni stanje medplanetarne, pridobiti informacije o značilnostih različnih planetov. Osnova je tu uporaba živali z vgrajenimi senzorji. Navedeni test živali (miši, psi, opice) ekstrakt informacije iz orbite zemlje, ki jo znanstveniki za analizo in zaključke, ki se uporabljajo.

Sodobne metode bioloških raziskav more rešiti, ne le problem napredne vesoljske biologiji, temveč tudi univerzalne.

Problemi vesoljske biologijo

Vse te metode biomedicinskih raziskav, žal, še ni bilo rešiti vseh problemov prostora biologije. Obstajajo številna aktualna vprašanja, ki so ključnega pomena za ta dan. Glavni problemi, s katerimi se soočajo vesoljske medicine in biologije.

1. Izbor usposobljenega osebja za polet v vesolje, zdravstveno stanje, da bi lahko zadovoljili vse zahteve zdravnikov (vključno bi omogočilo astronavti, da vzdržijo težko usposabljanje in usposabljanje za letenje).
2. Dostojno raven izobraževanja in dobavo vseh potrebnih delovnih vesoljske posadke so.
3. Zagotavljanje varnosti vseh parametrov (vključno s tistimi iz vplivom neznanih ali tuji dejavniki iz drugih planetov), ​​ki delujejo ladje in aviakonstruktsiyam.
4. Psihofiziološko sanacija astronavtov, ki se vračajo na Zemljo.
5. Razvoj načine za zaščito astronavti in vesoljska plovila s sevanjem.
6. Zagotavljanje normalnih pogojev za življenje v kabinah za polete v vesolje.
7. Razvoj in uporaba računalniške tehnologije v posodobljenem vesoljsko medicino.
8. Izvajanje vesoljske telemedicine in biotehnologije. Z uporabo metode teh ved.
9. Odločitev medicinskih in bioloških težav za udobno plujejo astronavtov na Mars in druge planete.
10. Sinteza farmakoloških sredstev, ki bo rešil problem području kisika v prostoru.

Izboljšajo in vključena v uporabo metod biomedicinskih raziskav se bodo nanašale na vse potrebne naloge in izzive. Vendar, ko je - zapleteno vprašanje, in precej nepredvidljivo.

Treba je opozoriti, da je rešitev vseh teh vprašanj, ne le ruskih znanstvenikov, vendar znanstveni svet vseh držav sveta. In to je velik plus. Po skupnem raziskovanju in iskanju bo nesorazmerno hitro in pozitivno. Tesno mednarodno sodelovanje pri reševanju problemov prostora - ključ do uspeha v razvoju zunaj planeta prostora.

Nedavni napredek

Taki dosežki so številni. Po vsem, kar omogoča intenzivno delo opravlja vsak dan, temeljito in težko, da bi našli več in več novih materialov, sklepe in oblikuje hipoteze.

Eden od najpomembnejših odkritij v kozmologiji XXI stoletja je bilo odkritje vode na Marsu. Ta je takoj povod za rojstvo deset hipotez o prisotnosti ali odsotnosti življenja na planetu, z možnostjo selitve Zemljani na Marsu, in tako naprej.

Drugo odkritje je, da so znanstveniki opredelili starostni razpon, v katerem se oseba lahko zelo prijetno in brez resnih posledic biti v prostoru. Ta se začne v starosti od 45 let in se konča okoli 55-60 let. Mladi ljudje, ki gredo v prostor, zelo trpijo psihično in fiziološko ob vrnitvi na Zemljo, je težko prilagoditi in preurediti.

je bil odkrit voda na Luni (2009). živega srebra in velika količina srebra so našli tudi na Zemljino satelita.

Metode bioloških študij, kakor tudi inženiring in fizični kazalci omogočajo varno sklepati, da je varnost (vsaj ne več škode, kot na Zemlji) vpliv ionskega sevanja in sevanja v vesolju.

Znanstvene študije so pokazale, da dolgo bivanje v vesolju ne nalaga oznako o stanju fizičnega zdravja astronavtov. Vendar pa težave ostajajo v psiholoških pogojih.

Obstajajo študije, ki kažejo, da višje rastline različno odzivajo na prisotnost v kozmičnega prostranstva. Semena nekaterih rastlin v raziskavi pokazala nobenih genetskih sprememb. Drugo, nasprotno, je pokazala očitno pritisk na molekularnem nivoju.

Poskusi, ki se izvajajo na celice in tkiva živih organizmov (sesalci), dokaže, da je prostor, ne vpliva na normalno stanje in delovanje teh teles.

Različne vrste medicinske raziskave (testov slikanja, MRI, krvi in ​​urina, EKG, CT, in tako naprej) privedla do sklepa, da je fiziološki, biokemični, morfološke značilnosti človeške celice ostanejo nespremenjene, če boste ostali v prostoru do 86 dni.

V laboratoriju, je bila ustvarjena umetno sistem, ki omogoča, da bi dobili čim bližje stanje breztežnosti in tako raziskujejo vse vidike posledic te bolezni na telesu. To je omogočilo, po drugi strani razviti vrsto preventivnih ukrepov za preprečevanje posledic tega dejavnika v človeški polet v breztežnosti.

Rezultati exobiology postal dokaz o prisotnosti organskih sistemov je Zemljino biosfere. Dokler je bilo možno le teoretična formulacija teh predpostavk, vendar kmalu znanstveniki načrtujejo pripravo in praktičen dokaz.

S pomočjo raziskav biologov, so fiziki, zdravniki, ekologi in kemiki ugotovljene globoke mehanizme delovanja ljudi na biosfero. Za dosego tega cilja je bilo mogoče z ustvarjanjem umetnih ekosistemov planeta in se jim zagotavlja enak učinek, kot na Zemlji.

Video: Raziskovalne metode v biologiji. Biologija lekcija.

To še ni vse dosežke prostora biologije, kozmologije in medicine danes, vendar le najpomembnejše. Obstaja velik potencial, katerega izvajanje je naloga teh znanosti za prihodnost.

Življenje v vesolju

Glede na sodobni pogled na življenje v vesolju, lahko obstajajo, saj je nedavna odkritja potrjujejo prisotnost nekaterih planetov primernih pogojev za nastanek in razvoj življenja. Vendar pa so mnenja znanstvenikov o tem vprašanju razdeljena v dve kategoriji:

• Življenje ne obstaja kjerkoli razen Zemlje, še nikoli ni bilo in nikoli ne bo;
• življenje v velikih prostranstev prostor, vendar so ljudje še niso odkrili.

Kateri od hipoteze je pravilna - to je odvisno od vsakega posameznika. Dokazi in zavrnitve tožb, in za eno in drugo je dovolj.