Космическа биология. Съвременните методи за биологични изследвания

Науката биология включва много различни раздели на малки и големи дъщерни науките. И всеки един от тях е важно не само в живота на човека, но и за цялата планета.

Втори век в един ред хора се опитват да учат не само разнообразието на живота на земята във всичките му форми, но и за да разберете дали има живот извън планетата, космическата шир. Този въпрос е специална наука - пространство биология. На нея ще бъдат обсъдени в този преглед.

Раздел на биологията - пространство биология

Тази наука е сравнително млад, но много интензивно се развива. Основните аспекти на изследването са:

1. Фактори на космическото пространство и въздействието им върху организмите живи същества, жизнените функции на всички живи системи в пространството или самолет.
2. Развитието на живота на нашата планета, с участието на космоса, еволюцията на живите системи и вероятността за съществуването на биомаса извън нашата планета.
3. Възможността за изграждане на една затворена система и да се създаде в тях реалните условия на живот за комфортен развитието и растежа на организмите в пространството.

Космическа медицина и биология са тясно свързани помежду си науки, да се разгледат съвместно въпроси от физиологичното състояние на живите същества в космоса, тяхното разпространение в междупланетното пространство и еволюцията.

Чрез изследване на тези дисциплини стана възможно, за да изберете оптималните условия за хора в космоса, а не причиняват никаква вреда за здравето. Изобилие от материали за наличието на живот в космоса, възможностите за растения и животни (едноклетъчни, многоклетъчни) живеят и растат в нулева гравитация.

История на науката

Roots космическа биология датира от древни времена, когато философи и мислители - Аристотел природолюбители, Хераклит, Платон и други - които гледат звездите, като се опитва да се определи отношението на Луната и Слънцето към Земята, за да разбере причините за тяхното въздействие върху земеделската земя и животни.

По-късно, през Средновековието, бяха направени опити да се определи формата на Земята и обяснение за въртенето си. За дълго време, по време на изслушването беше на теория, създадена от Птоломей. Тя каза, че на Земята - това е центъра на вселената, и всички други планети и небесните тела се движат около него (геоцентрична система).

Но е имало и друг учен, Полярната Николай Коперник, който се оказа заблуда на тези твърдения и предложи му, хелиоцентричната структура на световната система в центъра - на слънцето и всички планети се движат наоколо. В същото време слънцето - също звезда. Неговите възгледи са били подкрепени от последователите на Джордано Бруно, Нютон, Кеплер, Галилео.

Въпреки това, той е бил космически биология като наука се появява много по-късно. Само в руския учен на ХХ век Константин Циолковски Eduardovich разработила система, която позволява на хората да проникнат в дълбините на космоса и да ги учат бавно. Той е считан за баща на тази наука. Също така голяма роля в cosmobiology за развитие играе открития в областта на физиката и астрофизиката, химията и квантовата механика, Айнщайн, Бор, Планк, Ландау Fermi Капица, Боголюбов и др.

Ново изследване, като позволява на хората да правят същите отдавна планирано отклонения в пространството, е възможно да се определи конкретна медицинска и биологична обосновка на безопасността и въздействието на оф-планета на условията, формулирани от Циолковски. Какво беше си точка?

1. Учените са получили теоретична основа на ефектите на безтегловността върху организмите на бозайниците.
2. Той моделира няколко начина за създаване на условия от пространство в лабораторията.
3. Астронавтите предложените варианти за получаване на храна и вода посредством циркулация на растения и материали.

По този начин, Циолковски всички основни принципи на космонавтиката са положени, че не са загубили значението си и днес.

безтегловност

Модерен биологични изследвания изследване на влиянието на динамични фактори върху човешкото тяло в пространството условия позволяват максимално да спаси астронавтите от негативното въздействие на същите тези фактори.

Има три основни динамични характеристики:

• вибрации;
• ускорение;
• безтегловност.

Най-необичайните и важни за действието върху човешкото тяло е в безтегловност. Това е състояние, при което силата на гравитацията изчезва и не се заменят с други инерционните ефекти. В този случай, човек губи способността да контролира положението на тялото в пространството. Такова състояние започва в долните слоеве на пространството и запазен в цялото му пространство.

Биомедицински изследвания показват, че в безтегловност състояние следните промени настъпват в човешкото тяло:

1. Ускорява пулса.
2. Мускулите се отпуснат (и от цвета).
3. Намалена работоспособност.
4. Възможни пространствени халюцинации.

Човекът в безтегловност в състояние да бъде до 86 дни, без да навреди на здравето. Това е доказано емпирично и потвърдено от медицинска гледна точка. Въпреки това, един от проблемите на пространството биологията и медицината днес е изграждането на комплекс за предотвратяване на последиците от безтегловността върху човешкото тяло в общи мерки, премахване на умора, засили и поддържа нормална работа.

Има редица условия, които отговарят на астронавтите да се преодолее безтегловността, и запази контрола върху тялото:

• конструкцията на въздухоплавателни средства се придържа към необходимите стандарти за безопасност за пътниците;
• астронавти винаги внимателно прикрепени към местата си, за да избегнат непредвидени полет нагоре;
• всички елементи на кораба имат определено за целта място и се фиксира правилно, за да се избегнат травматични ситуации;
• течности се съхраняват в затворени херметично, опаковани контейнери.

За да се постигнат добри резултати в преодоляването на безтегловност, астронавтите са напълно обучени в света. Но, за съжаление, модерни изследвания , не позволява да се създадат такива условия в лабораторията. На нашата планета, за да се преодолее силата на тежестта не е възможно. Също така е една от задачите за бъдещето на космическите изследвания и медицинска биология.

Задръстванията в пространството (ускорение)

Друг важен фактор, който влияе на човешкото същество в космоса, са ускоряването или претоварване. Същността на тези фактори е сведен до преразпределение на неравномерното натоварване на тялото по време на силни движения в обемната скорост. Има два основни вида ускорение:

• кратко;
• дълго.

Както на науките за живота, както на ускорението е много важно за повлияване на физиологичното състояние на астронавта на организъм.

По този начин, например, чрез действието на къси ускорения (те трае по-малко от 1 секунда) може да настъпи необратима промяна в организъм на молекулярно ниво. Също така, ако властите не са обучени достатъчно слаби, съществува риск от руптура на мембрани. Такова експозиция може да се извърши с отделението за капсула с космонавт в пространството, с изхвърляне или разтоварване космически кораб в орбита.

Ето защо е много важно, че астронавтите са подложени на обстоен медицински преглед и специфична физическа подготовка преди полета в космоса.

С продължително действие ускорение се появява в началото и кацане ракети, както и по време на полета, на някои места в пространството на космоса. Действието на тези ускорения върху тялото на данни, които осигуряват научно медицинско изследване, както следва:

• ускорява сърцето и пулса;
• ускорен дъх;
• наблюдава поява на гадене и слабост, бледа кожа;
• Той страда видение пред очите се появяват червено или черно фолио;
• може би на усещането за болка в ставите, крайниците;
• тонус на мускулна тъкан попада;
• невро-хуморален промени регулиране;
• Това става различен газовата обмяна в белите дробове и в организма като цяло;
• може да предизвика изпотяване.

Претоварване и безтегловност принуден медицински изследователи да излезе с различни начини. което позволява да се коригира, за да се обучават на астронавтите да издържат на въздействието на тези фактори, без последствия за здравето и без загуба на ефективност.

Един от най-ефективните начини за ускоряване на подготовката на астронавти - устройство, центрофуга. Това е мястото, където можете да наблюдавате промените, които настъпват в организма от действието на претоварване. Той също така ви позволява да тренирате и да се адаптират към последиците от този фактор.

Космически полети и медицина

Flying в космоса, разбира се, има голямо въздействие върху здравето на хората, особено в необучен или с хронични заболявания. Ето защо, е важен аспект от медицинските изследвания са всички подробности за полета, всички реакции на организма към различни ефекти и невероятни извън планетата сили.

Нулева гравитация полет прави съвременната медицина и биология, за да измисли и изразителен (в същото време да се извърши, разбира се), набор от мерки, които да гарантират, астронавтите правилното хранене, почивка, доставка на кислород, се поддържа ефективността и така нататък.

В допълнение, медицината е предназначена да гарантира астронавтите приличен помощ в случай на авария, извънредни ситуации, както и за защита от въздействието на неизвестните сили на другите планети и пространство. Трудно е, изисква много време и усилия, голяма теоретична основа, като се използват само най-новото модерно оборудване и лекарства.

В допълнение, медицина наравно с физиката и биологията има за задача да защити астронавтите от физическите фактори на космически условия, като например:

• температура;
• радиация;
• налягане;
• метеорити.

Поради това, изследването на всички тези фактори и характеристики е много важно.

Методи за изследване в Biology

Космическа биология, като всеки друг биологичен науката, има определен набор от методи за изследване, теоретичния материал да се натрупват и да провери своите практически изводи. Тези методи са време не остава непроменена, претърпяват обновяване и модернизиране в съответствие с текущото време. Въпреки това, в исторически план биология, все още остават в сила и до днес. Те включват:

1. Наблюдение.
2. Експериментирайте.
3. Исторически анализ.
4. Описание.
5. Сравнете.

Тези методи за биологична база за научни изследвания, актуална по всяко време. Но има и още няколко души, които са възникнали с развитието на науката и технологиите, електронен физиката и молекулярната биология. Те са тези, които са призовани към днешна дата и да играе най-важната роля в изследването на биологични, химически, медицински и физиологични процеси.

съвременни методи

1. Методи на генното инженерство и биоинформатиката. Това се отнася агробактериален и балистични трансформация, PCR (полимеразна верижна реакция). Ролята на биологичните изследвания на такъв план е страхотно, защото те ни позволяват да се намерят решения на проблемите на храненето и оксигенация на ракетни установки и кабини за комфортен състояние на космонавти.
2. Методи на протеиновата химия и хистохимия. Те ви позволяват да контролирате протеини и ензими в живите системи.
3. Използване на флуоресцентна микроскопия, superresolution микроскопия.
4. Използването на молекулярната биология и биохимия, и методи за изследване.
5. Биотелеметрично - метод, който е резултат от комбинация работата на инженери и лекари на биологична основа на. Тя ви позволява да управлявате всички физиологично важни функции на организма от разстояние с помощта на човешкото тяло на радио комуникация и компютърно-регистратор. Космическа биология използва този метод като основа за мониторинг на ефектите от космическите условия на организмите на астронавтите.
6. Биологична индикация на междупланетното пространство. Много важен метод за пространство биология, която дава възможност да се направи оценка на състоянието на междупланетната среда, за да се получи информация за характеристиките на различните планети. В основата е тук използването на животни с вградени сензори. Този тест животни (мишки, кучета, маймуни) извличане на информация от орбитите на земята, която се използва от учени за анализ и заключения.

Съвременните методи за биологични изследвания могат да се справят не само проблема за напреднали пространство биология, но също така и универсални.

Проблеми на космическа биология

Всички тези методи за биомедицински изследвания, за съжаление, все още не може да реши всички проблеми на пространството биология. Има редица актуални въпроси, които са от жизненоважно значение за този ден. Основните проблеми, пред които са изправени космическа медицина и биология.

1. Избор на обучен персонал за полет в космоса, здравословно състояние, които могат да отговарят на всички изисквания на лекарите (включително ще позволи на астронавтите да издържат на труден обучението и подготовката за полета).
2. Прилично ниво на обучение и доставка на всички необходими работни космически екипажи.
3. Осигуряването на безопасността на всички параметри (включително тези от непознати или чужди фактори влияние от други планети), работещи на кораби и aviakonstruktsiyam.
4. Психофизиологична рехабилитация на астронавти се връщат на Земята.
5. Разработване на начини за защита на астронавтите и космически кораби от радиация.
6. Осигуряването на нормални условия на живот в каютите на полети в космоса.
7. Разработване и прилагане на компютърните технологии в модернизираната космическа медицина.
8. Изпълнение на пространство телемедицината и биотехнологиите. Използвайки методите на тези науки.
9. Решението на медицински и биологични проблеми за удобни, плаващи астронавти до Марс и други планети.
10. Синтез на фармакологични средства, които ще се реши проблема на кислородно оборудване в космоса.

Развивани, усъвършенствани и интегрирани в прилагането на методи за биомедицински изследвания ще са насочени към всички необходими задачи и предизвикателства. Въпреки това, когато това е - сложен въпрос и доста непредвидим.

Трябва да се отбележи, че решението на всички тези въпроси не само руски учени, но на научния съвет на всички страни на света. И това е голям плюс. След съвместни изследвания и търсенето непропорционално ще постят и положителна. Затваряне на международното сътрудничество в решаването на проблемите на пространството - ключът към успеха в развитието на почти планета пространство.

Последните постижения

Тези постижения са много. В крайна сметка, която дава възможност на интензивна работа, извършена дневно, задълбочено и усърден, за да намерите повече и повече нови материали, направят изводи и да се формулират хипотези.

Един от най-важните открития в космологията на XXI век е откриването на вода на Марс. Това веднага довежда до раждането на десетки хипотези за наличието или липсата на живот на планетата, възможността за преместване на Земляните на Марс, и така нататък.

Друго откритие е, че учените са идентифицирали възрастовия диапазон, в който лицето възможно най-комфортно и без сериозни последствия може да бъде в пространството. Това започва след навършване на 45 години и завършва около 55-60 години. Младите хора, които отиват в космоса, изключително страдат психологически и физиологически при завръщането си на Земята, е трудно да се приспособят и да пренаредите.

Водата на Луната е била открита (2009 г.). живак и голямо количество сребро са открити по сателит на Земята.

Методи за биологични изследвания, както и инженерни и физически показатели позволяват безопасно да се заключи, че безопасността (най-малко, не повече вреда, отколкото на Земята) въздействието на йонна радиация и радиация в космоса.

Научните изследвания са доказали, че един продължителен престой в космоса не налага отпечатък върху физическото състояние на здравето на астронавтите. Въпреки това, проблемите остават в психологически план.

Има проучвания, които показват, че висши растения реагират по различен начин на наличието в космическата шир. Семената на някои растения в проучването не показват генетични промени. Други, напротив, показват ясно, щам на молекулярно ниво.

Експериментите, проведени върху клетките и тъканите на живите организми (бозайници) доказват, че пространството не влияе на нормалното състояние и функциониране на тези органи.

Различни видове медицински изследвания (томография, ядрено-магнитен резонанс, кръв и урина, ЕКГ, компютърна томография, и така нататък), довели до заключението, че физиологичните, биохимични, морфологични характеристики на човешките клетки, остават непроменени, когато остане в пространството до 86 дни.

В лабораторията е била пресъздадена изкуствена система, която ви позволява да получите възможно най-близо до състояние на безтегловност и така изследва всички аспекти на ефекта от това състояние на организма. Това даде възможност, от своя страна, се развива серия от превантивни мерки за предотвратяване на влиянието на този фактор в човешкия полет при нулева гравитация.

Резултати exobiology стана доказателства за наличие на органични системи е земната биосфера. До това стана възможно само теоретична постановка на тези предположения, но скоро учените планират да произвеждат и практически доказателства.

Чрез научни биолози, физици, лекари, еколози и химици са идентифицирали дълбоките механизми на действие на хората на биосферата. За да се постигне това е станало възможно чрез създаването на изкуствени екосистеми на планетата и ги предоставя на същия ефект, както на Земята.

Това не е всички постижения на пространство биология, космология и медицината днес, но само основните от тях. Има голям потенциал, изпълнението на което е задача на тези науки за в бъдеще.

Животът в космоса

Според съвременния възглед за живота в космоса може да съществува, тъй като последните открития потвърждават наличието на някои планети, подходящи условия за появата и развитието на живота. Въпреки това, становищата на учените по този въпрос са разделени в две категории:

• Животът не съществува другаде, освен на Земята, никога не е била и никога няма да бъде;
• живот е в обширната територия на място, но хората все още не са открити.

Кои от хипотезата е вярна - това е до всеки човек. Доказателства и опровержения, а за една, а другият е достатъчно.