Space biologie. Moderní metody biologického výzkumu

Science Biology zahrnuje spoustu různých částech velkých a malých dceřiných věd. A každý z nich je důležitá nejen v lidském životě, ale i pro celou planetu.

Druhé století v řadě lidí se snaží studovat nejen rozmanitost života na Zemi ve všech jeho formách, ale také zjistit, zda existuje život mimo planetu kosmické rozlohu. Tento problém je speciální science - space biologie. Na něm bude diskutovat v tomto přehledu.

Sekce biologických věd - prostor biologie

Tato věda je relativně mladá, ale velmi intenzivně rozvíjí. Hlavními aspekty této studie jsou následující:

1. Faktory vnějšího prostoru a jejich vliv na organismy žijící bytosti, vitálních funkcí všech živých systémů ve vesmíru nebo letadlem.
2. Vývoj života na naší planetě, za účasti vesmíru, evoluce živých systémů a pravděpodobnost existence biomasy mimo naši planetu.
3. Možnost vybudování uzavřený systém a vytvořit v nich skutečné životní podmínky pro pohodlné rozvoj a růst organismů ve vesmíru.

Kosmické medicíny a biologie jsou úzce spojeny s sebou věd, zkoumat společně věnovaly otázky fyziologický stav živých bytostí ve vesmíru, jejich šíření do meziplanetárního prostoru a evoluci.

Prostřednictvím výzkumu těchto disciplínách se objevila možnost zvolit optimální podmínky pro lidi ve vesmíru, a nezpůsobuje žádné škody na zdraví. Nepřeberné množství materiálů pro přítomnost života ve vesmíru, možnosti rostlin a živočichů (jednobuněčných, mnohobuněčných) žít a růst ve stavu beztíže.

Historie vědy

Roots Space Biology sahá až do starověku, kdy filozofové a myslitelé - Aristoteles přírodovědců, Hérakleitos, Platón a další - sledování hvězd a snažil se zjistit vztah Měsíce a Slunce na Zemi, aby pochopit příčiny jejich dopadu na zemědělskou půdu a zvířata.

Později, během středověku, byly provedeny pokusy pro určování tvaru Země a vysvětlení jeho rotaci. Po dlouhou dobu při jednání byla teorie, kterou vytvořil Ptolemaios. Řekla, že Země - to je středem vesmíru, a všechny ostatní planety a nebeská tělesa pohybují kolem něj (geocentrický systém).

Ale tam byl jiný vědec, Polák Nikolay Kopernik, který se ukázal jako klam těchto pohledávek a nabídl mu, heliocentrický struktuře světového systému ve středu - slunce a všechny planety obíhají kolem. Ve stejné době se sluncem - i hvězdy. Jeho názory byly podpořeny stoupenci Giordano Bruno, Newton, Kepler, Galileo.

Nicméně, to bylo kosmická biologie jako věda se objevil až mnohem později. Pouze v ruským vědcem XX století Konstantin Eduardovich Tsiolkovsky vyvinuli systém, který umožňuje lidem, aby proniknout do hlubin vesmíru a naučit se jim pomalu. On je považován za otce této vědy. Také velká role ve vývojovém cosmobiology hrál objevy ve fyzice a astrofyzice, chemii a kvantové mechaniky, Einstein, Bohr, Planck, Landau Fermiho, Kapica, Bogolyubov a další.

Nový výzkum tím, že umožní lidem, aby se stejná dlouho plánované odlety v prostoru bylo možné identifikovat konkrétní lékařské a biologické bezpečnosti opodstatnění a dopady mimo planetu s podmínkami formulované Tsiolkovsky. Jaký byl jejich smysl?

1. Vědci uveden teoretický základ účinky beztíže na savčích organismů.
2. Byl modelován několik způsobů, jak vytvořit prostorové podmínky v laboratoři.
3. Astronauti navržené možnosti pro získání potravy a vody prostřednictvím oběhu rostlin a materiálů.

Tak Tsiolkovsky všechny základní principy kosmonautiky byly položeny, které neztratily jejich význam i dnes.

beztížnost

Moderní biologický výzkum zkoumání dopadu dynamických faktorů na lidský organismus v prostorových podmínkách umožňují maximální zachránit astronauty z negativního dopadu těchto stejných faktorů.

Existují tři hlavní dynamické charakteristiky:

• vibrace;
• zrychlení;
• beztíže.

Nejneobvyklejší a důležité pro působení na lidské tělo je ve stavu beztíže. To je stav, ve kterém je gravitační síla zmizí a není nahrazena jinými setrvačných účinků. V tomto případě se člověk ztrácí schopnost kontrolovat pozici těla v prostoru. Takový stav začíná ve spodních vrstvách prostoru a zachovány v celé jeho prostoru.

Biomedicínský výzkum ukázal, že ve stavu beztíže stavu následující změny se vyskytují v lidském těle:

1. Zrychluje tep.
2. Svaly se uvolní (out tón).
3. Se změněnou pracovní schopností.
4. Možné prostorové halucinace.

Člověk ve stavu beztíže moci být až 86 dnů, aniž by došlo k poškození zdraví. To bylo prokázáno empiricky a potvrzeno z lékařského hlediska. Nicméně, jeden z problémů kosmické biologie a medicíny je dnes vývoj komplexu pro prevenci účinků stavu beztíže na lidský organismus v obecných opatření, odstranění únavy, posílení a udržení normálního provozu.

Existuje celá řada podmínek, které jsou v souladu s astronauty překonat stav beztíže, a udržet si kontrolu nad tělem:

• Konstrukce letadel řídí nezbytné standardy bezpečnosti pro cestující;
• astronauti vždy pečlivě připevněny na svá místa, aby nedošlo k nepředvídanému letu vzhůru;
• Všechny položky na lodi mají dobře označeném místě a řádně zajištěny, aby se zabránilo traumatických situací;
• kapaliny jsou uloženy v uzavřených, hermeticky zabalených kontejnerů.

Za účelem dosažení dobrých výsledků při překonávání stav beztíže, astronauti jsou důkladně vyškoleni na světě. Ale, bohužel, moderní výzkum neumožňuje vytvořit takové podmínky v laboratoři. Na naší planetě, k překonání gravitační síla není možné. To je také jedním z úkolů pro budoucnost letectví a lékařské biologie.

Congestion v prostoru (zrychlení)

Dalším důležitým faktorem, který ovlivňuje lidské bytosti ve vesmíru, jsou zrychlení nebo přetížení. Podstatou těchto faktorů se snižuje k přerozdělení nerovnoměrného zatížení organismu během silných pohybů v prostorové rychlosti. Existují dva hlavní typy zrychlení:

• krátká;
• dlouhá.

Vzhledem k tomu, vědy o životě, a to jak je zrychlení v ovlivňování fyziologický stav astronaut organismu velmi důležité.

Tak, například, působením krátkých zrychlení (trvají méně než 1 sekundu), může dojít k nevratné změny v organismu, na molekulární úrovni. Také v případě, že orgány nejsou školeni dostatečně slabý, tam je riziko protržení membrány. Taková expozice může být provedeno s pouzdrem komory se kosmonaut v prostoru, s jeho pádu nebo přistání sondy na oběžné dráze.

Je proto velmi důležité, aby astronauti podstoupil důkladnou lékařskou prohlídku a konkrétní fyzickou přípravu před letem do vesmíru.

Dlouhodobě působící zrychlení dojde na vzletové a přistávací plochy rakety, jakož i během letu, v některých místech prostor vesmíru. Působení těchto zrychlení na těle údajů, které poskytují vědeckou lékařskou studii, a to následovně:

• urychluje srdeční tep a puls;
• zrychlený dech;
• sledoval výskyt nevolnosti a slabosti, bledá kůže;
• Trpí vizi před očima objeví červené nebo černé fólie;
• snad pocit bolesti kloubů, bolesti končetin;
• tonus svalové tkáně klesá;
• změny regulace neuro-humorální;
• To se stává jinou výměnu plynů v plicích a v těle jako celku;
• může způsobit pocení.

Přetížení a stav beztíže nuceny lékařští výzkumníci přijít s různými způsoby. umožňuje nastavit, aby vlak astronautů, aby vydržely účinky těchto faktorů bez následků na zdraví a bez ztráty účinnosti.

Jedním z nejúčinnějších způsobů, jak urychlit výcvik astronautů - odstředivé zařízení. To je místo, kde můžete pozorovat změny, které se vyskytují v těle působením přetížení. To také umožňuje trénovat a přizpůsobit se účinky tohoto faktoru.

Kosmického letu a medicína

Létání ve vesmíru, samozřejmě, mají velký vliv na lidské zdraví, zejména v netrénovaný nebo s chronickými onemocněními. Proto je důležitým aspektem lékařského výzkumu jsou všechny údaje o letu, všechny reakce organismu na různých efektů a neuvěřitelných mimo planetu sil.

Zero-G Flight dělá moderní medicíně a biologii vymýšlet a výmluvnou (zároveň provádět, samozřejmě), soubor opatření k zajištění astronauty správné výživy, odpočinku, přívod kyslíku, udržet výkonnost a tak dále.

Kromě toho, přípravek je určen k zajištění astronautů slušné pomoc v případě nouze, mimořádných situací, stejně jako ochranu před účinky neznámých sil jiných planet a vesmíru. Je obtížné, vyžaduje spoustu času a úsilí, velký teoretický základ, pouze za použití nejmodernější vybavení a léky.

Kromě toho, přípravek par s fyziky a biologie má za úkol chránit astronautů z fyzikálních faktorů prostorových podmínek, jako je:

• teplota;
• záření;
• tlak;
• meteority.

Z tohoto důvodu, studie o všech těchto faktorů a charakteristik je velmi důležité.

Metody výzkumu v biologii

Space biologie, stejně jako jakékoli jiné biologické vědy, má určitou sadu metod pro studium, teoretické materiálu akumulovat a ověří jeho praktické závěry. Tyto metody jsou časově nezůstane beze změny, procházejí rekonstrukcí a modernizací v souladu s aktuálním časem. Nicméně, historicky biologie techniky stále relevantní k tomuto dni. Patří mezi ně:

1. Pozorování.
2. Experiment.
3. Historická analýza.
4. Popis.
5. Porovnávat.

Tyto metody biologické výzkumné základny, aktuální po celou dobu. Ale existuje několik dalších, které vznikly s rozvojem vědy a techniky, elektronických fyziky a molekulární biologie. Jsou to oni, kteří jsou povoláni k dnešnímu dni a hrají největší roli při studiu biologických, chemických, lékařských a fyziologických procesů.

moderní metody

1. Metody genového inženýrství a bioinformatiky. Zde se odkazuje agrobakteriálního a balistickou transformaci, PCR (polymerázová řetězová reakce). Úloha biologických studií takového plánu je skvělé, protože nám umožňují najít řešení problémů výživy a okysličování raketomety a kabin pro pohodlnou stavu kosmonautů.
2. Metody proteinové chemie a histochemie. Ty vám umožní kontrolovat bílkoviny a enzymy v živých systémech.
3. Za použití fluorescenční mikroskopie, superrozlišovací mikroskopie.
4. Použití molekulární biologie a biochemie, a výzkumných metod.
5. Biotelemetry - metoda, která je výsledkem kombinace práce inženýrů a lékařů biologického. To vám umožní ovládat všechny fyziologicky důležité funkce organismu na dálku pomocí lidského těla radiové komunikace a počítačového registrátora. Prostor biologie používá tuto metodu jako základ pro sledování účinků prostorových poměrů na astronautů organismy.
6. Biologická indikace meziplanetárního prostoru. Velmi důležitá metoda biologie prostoru, který umožňuje vyhodnotit stav meziplanetárním prostředí, k získání informací o vlastnostech různých planet. Základem je zde použití zvířat s integrovanými senzory. To, že pokusná zvířata (myš, pes, opice) získat informace z oběžné dráhy na zemi, která se používá vědci pro analýzu a závěry.

Moderní metody biologického výzkumu může řešit nejen problémy pokročilé kosmické biologie, ale také univerzální.

Problémy kosmické biologie

Všechny tyto metody biomedicínského výzkumu, bohužel, ještě nemohl vyřešit všechny problémy vesmíru biologie. Existuje celá řada aktuálních otázek, které jsou životně důležité pro tento den. Hlavními problémy, kterým čelí kosmické medicíny a biologie.

1. Výběr vyškolený personál pro let do vesmíru, zdravotní stav, který by mohl splnit všechny požadavky lékařů (včetně umožní astronautům, aby vydržely tvrdý výcvik a školení letu).
2. Slušné úrovni školení a dodávky veškeré potřebné pracovní prostor posádky.
3. Zajištění bezpečnosti všech parametrů (včetně těch od vlivu neznámé nebo cizí faktorů od jiných planetách) lodí provozovaných a aviakonstruktsiyam.
4. Psychofyziologická rehabilitaci kosmonautů se vracejí na Zemi.
5. Vyvinout způsoby, jak chránit astronauty a kosmické lodi z radiace.
6. Zajišťování normálních životních podmínek v kabinách na lety do vesmíru.
7. Vývoj a aplikace výpočetní techniky v modernizované kosmické medicíny.
8. Realizace prostor telemedicíny a biotechnologie. Použitím metod těchto věd.
9. Rozhodnutí lékařských a biologických problémů pro pohodlné létání astronautů na Marsu a jiných planetách.
10. Syntéza farmakologických přípravků, které budou řešit problém kyslíkových přístrojů v prostoru.

Rozvíjena, zlepšována a integrovat do aplikací metod biomedicínského výzkumu bude řešit všechny potřebné úkoly a výzvy. Nicméně, když je to - složitá otázka a zcela nepředvídatelné.

Je třeba poznamenat, že řešení na všechny tyto otázky, ne jen ruské vědce, ale vědecká rada ze všech zemí světa. A to je velké plus. Po společného výzkumu a hledání bude nepřiměřeně rychlé a pozitivní. Úzká mezinárodní spolupráce při řešení problémů prostoru - klíčem k úspěchu ve vývoji mimo planetu prostoru.

Nedávné pokroky

Tyto úspěchy jsou mnohé. Koneckonců, který umožňuje intenzivní práce provádět denně, důkladná a pečlivá najít více a více nových materiálů, vyvozovat závěry a formulovat hypotézy.

Jedním z nejdůležitějších objevů v kosmologii XXI století byl objev vody na Marsu. To okamžitě vedla k narození desítek hypotéz o přítomnosti nebo nepřítomnosti života na planetě, možnost přemístění Earthlings na Marsu, a tak dále.

Dalším objevem bylo, že vědci identifikovali věkové rozpětí, v němž se osoba, jak pohodlné je to možné, a bez vážných následků může být v prostoru. To začíná ve věku od 45 let a končí zhruba 55-60 roky. Mladí lidé, kteří jdou do vesmíru, velmi trpí psychicky a fyziologicky na jeho návrat na Zemi, je obtížné přizpůsobit a uspořádat.

byla objevena voda na Měsíci (2009). rtuť a velké množství stříbra byly také nalezeny na zemském satelitu.

Metody biologické studie, stejně jako strojírenství a fyzikální ukazatele umožňují bezpečné k závěru, že bezpečnost (alespoň ne více škody, než na Zemi) vliv iontové záření a záření ve vesmíru.

Vědecké studie prokázaly, že dlouhý pobyt ve vesmíru neukládá značku o stavu fyzického zdraví kosmonautů. Problémy však zůstávají v psychologických termínech.

Tam byly studie, které ukazují, že vyšší rostliny reagují odlišně na přítomnost v kosmickém rozlohu. Semena některých rostlin ve studii nevykazovaly žádné genetické změny. Jiné, naopak, ukázal zřejmý tlak na molekulární úrovni.

Experimenty provedené na buňkách a tkáních živých organismů (savci) prokázat, že prostor nemá vliv na normální stav a fungování těchto orgánů.

Různé typy lékařského výzkumu (tomografie, magnetická rezonance, vyšetření krve a moči, EKG, CT, a tak dále), vedly k závěru, že fyziologické, biochemické, morfologické vlastnosti lidských buněk zůstávají beze změny při pobytu ve vesmíru až do 86 dnů.

V laboratoři, to bylo znovu umělý systém, který vám umožní dostat se co nejblíže ke stavu beztíže, a tak prozkoumat všechny aspekty účinků tohoto stavu na těle. To umožnilo, aby na oplátku vyvíjet celou řadu preventivních opatření, aby se zabránilo vlivu tohoto faktoru v lidském letu v nulové gravitaci.

Výsledky Exobiology stal důkazy o přítomnosti organických systémů je zemská biosféra. Dokud to bylo možné pouze teoretické formulace těchto předpokladů, ale brzy vědci plánují vyrábět a praktické důkazy.

Prostřednictvím výzkumu biologů, fyziků, lékařů, ekologů a chemici identifikovali hluboké mechanismy působení lidí na biosféru. K dosažení tohoto cíle bylo možné díky vytvoření umělých ekosystémů na planetě a je jim poskytuje stejný účinek, jako na Zemi.

Není to všechny úspěchy kosmického biologie, kosmologii a medicíně dnes, ale jen ty hlavní. Je zde velký potenciál, jehož provádění je úkolem těchto věd pro budoucnost.

Život ve vesmíru

Podle moderní pohled na život ve vesmíru může existovat, neboť nedávné objevy potvrzují přítomnost některé planety vhodné podmínky pro vznik a vývoj života. Nicméně, názory vědců na toto téma jsou rozděleny do dvou kategorií:

• Život neexistuje jinde než Země, nikdy nebyla a nikdy nebude;
• Život je v obrovské rozlohy prostoru, ale lidé ještě neobjevili ho.

Který z těchto hypotéz je správné - je to na každého člověka. Důkazy a vyvrácení důkazů, a na jeden, a druhý je dost.