Không gian sinh học. phương pháp hiện đại của nghiên cứu sinh học

Khoa học Sinh học bao gồm rất nhiều phần khác nhau của khoa học lớn và các công ty con nhỏ. Và mỗi người trong số họ là quan trọng không chỉ trong cuộc sống của con người, mà còn cho cả hành tinh.

thế kỷ thứ hai trong một dân tộc hàng đang cố gắng nghiên cứu không chỉ sự đa dạng của cuộc sống trên trái đất dưới mọi hình thức, mà còn để tìm hiểu xem có sự sống ngoài hành tinh, rộng vũ trụ. Vấn đề này là một khoa học đặc biệt - sinh học không gian. Trên đó sẽ được thảo luận trong bài đánh giá này.

Phần của khoa học sinh học - sinh học không gian

khoa học này là tương đối trẻ, nhưng rất mạnh mẽ đang phát triển. Các khía cạnh chính của nghiên cứu là:

1. Các yếu tố của không gian bên ngoài và tác động của các sinh vật chúng sinh, chức năng quan trọng của tất cả các hệ sống trong không gian hoặc máy bay sống.
2. Sự phát triển của sự sống trên hành tinh của chúng ta, với sự tham gia của vũ trụ, sự phát triển của các hệ thống sống và xác suất của sự tồn tại của sinh khối ngoài hành tinh chúng ta.
3. Khả năng xây dựng một hệ thống khép kín và tạo ở họ những điều kiện thực tế của cuộc sống cho một sự phát triển thoải mái và phát triển của các sinh vật trong vũ trụ.

y học không gian và sinh học có liên quan chặt chẽ đến từng ngành khoa học khác, để kiểm tra cùng câu hỏi của trạng thái sinh lý của chúng sinh trong vũ trụ, công tác tuyên truyền của họ trong không gian liên hành tinh và tiến hóa.

Qua nghiên cứu của các bộ môn này người ta có thể chọn các điều kiện tối ưu cho những người trong không gian, và không gây ra bất kỳ tác hại đối với sức khỏe. Một sự giàu có của nguyên liệu cho sự hiện diện của cuộc sống trong không gian, các khả năng của thực vật và động vật (đơn bào, đa bào) sống và phát triển trong điều kiện không trọng lực.

Lịch sử của khoa học

Rễ Space Biology ngày trở lại vào thời cổ đại, khi các nhà triết học và nhà tư tưởng - nhà tự nhiên học Aristotle, Heraclitus, Plato, và những người khác - xem các ngôi sao, cố gắng để xác định các mối quan hệ của mặt trăng và mặt trời tới trái đất, để hiểu những nguyên nhân ảnh hưởng của họ trên đất nông nghiệp và động vật.

Sau đó, trong thời Trung Cổ, những nỗ lực đã được thực hiện để xác định hình dạng của Trái Đất và giải thích về luân chuyển của nó. Trong một thời gian dài tại buổi điều trần là lý thuyết, được tạo ra bởi Ptolemy. Cô nói rằng Trái Đất - đây là trung tâm của vũ trụ, và tất cả các hành tinh khác và các thiên thể di chuyển xung quanh nó (hệ thống địa tâm).

Nhưng có một nhà khoa học, các Pole Nikolay Kopernik, người đã chứng minh sự sai lầm của những tuyên bố và cung cấp, cấu trúc nhật tâm của ông về hệ thống thế giới ở trung tâm - mặt trời và tất cả các hành tinh di chuyển xung quanh. Đồng thời mặt trời - cũng sao. Quan điểm của ông đã được hỗ trợ bởi các tín đồ của Giordano Bruno, Newton, Kepler, Galileo.

Tuy nhiên, đó là sinh học vũ trụ như một khoa học xuất hiện muộn hơn nhiều. Chỉ trong các nhà khoa học Nga thế kỷ XX Konstantin Eduardovich Tsiolkovsky đã phát triển một hệ thống cho phép người thâm nhập vào chiều sâu của không gian và tìm hiểu chúng một cách chậm chạp. Ông được coi là cha đẻ của khoa học này. Cũng là một vai trò lớn trong sự phát triển cosmobiology chơi khám phá trong vật lý và vật lý thiên văn, hóa học và cơ học lượng tử, Einstein, Bohr, Planck, Landau Fermi, Kapitsa, Bogolyubov và những người khác.

Nghiên cứu mới bằng cách cho phép người để làm cho khởi hành kế hoạch lâu dài cùng trong không gian, có thể xác định được biện minh an toàn y tế và sinh học cụ thể và tác động của off-hành tinh điều kiện xây dựng bởi Tsiolkovsky. quan điểm của họ là gì?

1. Các nhà khoa học đã được trao một cơ sở lý luận ảnh hưởng của không trọng lượng trên cơ thể động vật có vú.
2. Ông mô hình một số cách để tạo điều kiện không gian trong phòng thí nghiệm.
3. Phi hành gia đề xuất tùy chọn để lấy thức ăn và nước bằng phương tiện lưu thông của các nhà máy và các tài liệu.

Như vậy, Tsiolkovsky tất cả các nguyên lý cơ bản của du hành vũ trụ được đặt chưa mất sự liên quan của họ ngày hôm nay.

không trọng lượng

nghiên cứu sinh học hiện đại kiểm tra tác động của yếu tố năng động trên cơ thể con người trong điều kiện không gian cho phép tối đa để giải cứu các phi hành gia khỏi những tác động tiêu cực của các yếu tố tương tự.

Có ba đặc điểm động chính:

• rung;
• tăng tốc;
• không trọng lượng.

Các bất thường nhất và quan trọng đối với các hành động trên cơ thể con người đó là không trọng lượng. Đây là một tình trạng trong đó lực hấp dẫn sẽ biến mất và không được thay thế bằng các hiệu ứng quán tính khác. Trong trường hợp này, người mất khả năng kiểm soát vị trí của cơ thể trong không gian. tình trạng như vậy bắt đầu từ lớp thấp hơn của không gian và bảo quản trong tất cả các không gian của nó.

nghiên cứu y sinh đã chỉ ra rằng trong tình trạng không trọng lượng các thay đổi sau xảy ra trong cơ thể con người:

1. Cực hơn nhịp tim.
2. Cơ bắp thư giãn (trong giai điệu).
3. Giảm khả năng lao động.
4. ảo giác về không gian càng tốt.

Man in không trọng lượng có thể lên tới 86 ngày mà không có bất kỳ tác hại đối với sức khỏe. Điều này đã được chứng minh theo kinh nghiệm và xác nhận từ một góc độ y học. Tuy nhiên, một trong những vấn đề của sinh học không gian và y học ngày nay là sự phát triển của một phức tạp cho công tác phòng chống những tác động của không trọng lượng trên cơ thể con người trong các biện pháp nói chung, loại bỏ mệt mỏi, tăng cường và duy trì hoạt động bình thường.

Có một số điều kiện tuân thủ các phi hành gia để khắc phục tình trạng không trọng lượng, và duy trì kiểm soát đối với cơ thể:

• thiết kế máy bay tuân thủ các tiêu chuẩn cần thiết về an toàn cho hành khách;
• phi hành gia luôn luôn cẩn thận gắn chặt vào chỗ ngồi của mình để tránh máy bay không lường trước được lên;
• tất cả các mục trên tàu có một vị trí được xác định rõ và bảo đảm đúng để tránh những tình huống chấn thương;
• chất lỏng được lưu trữ trong container đóng gói hermetically khép kín.

Để đạt được kết quả tốt trong việc khắc phục không trọng lượng, các phi hành gia được đào tạo kỹ lưỡng trong thế giới. Nhưng, thật không may, hiện đại nghiên cứu không cho phép để tạo ra điều kiện như vậy trong phòng thí nghiệm. Trên hành tinh của chúng ta, để vượt qua lực hấp dẫn là không thể. Đây cũng là một trong những nhiệm vụ cho tương lai của hàng không vũ trụ và sinh học y tế.

Tắc nghẽn trong không gian (tăng tốc)

Một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến con người trong vũ trụ, là sự tăng tốc hoặc quá tải. Bản chất của những yếu tố này được giảm xuống một phân phối lại tải trọng không đồng đều trên cơ thể trong quá trình chuyển động mạnh mẽ trong vận tốc vũ trụ. Có hai loại chính của gia tốc:

• ngắn;
• lâu.

Khi khoa học đời sống, cả gia tốc là rất quan trọng trong việc ảnh hưởng đến trạng thái sinh lý của phi hành gia sinh vật.

Vì vậy, ví dụ, do tác động của gia tốc ngắn (họ kéo dài chưa đầy 1 giây) có thể xảy ra sự thay đổi không thể đảo ngược trong một sinh vật ở mức độ phân tử. Ngoài ra, nếu các nhà chức trách không được đào tạo đầy đủ yếu, có nguy cơ vỡ màng ối. tiếp xúc như vậy có thể được thực hiện với khoang nang với phi hành trong không gian, với phóng hoặc hạ cánh tàu vũ trụ trong quỹ đạo của nó.

Do đó, nó là rất quan trọng mà các phi hành gia đã trải qua một cuộc kiểm tra y tế kỹ lưỡng và chuẩn bị vật lý cụ thể trước khi chuyến bay vào không gian.

Tác dụng lâu dài khả năng tăng tốc xảy ra vào lúc bắt đầu và hạ cánh tên lửa, cũng như trong suốt chuyến bay, ở một số nơi không gian của vũ trụ. Hành động của gia tốc như trên cơ thể của dữ liệu cung cấp một nghiên cứu y khoa học, như sau:

• cực hơn nhịp tim và nhịp tim;
• hơi thở đập nhanh hơn;
• quan sát sự xuất hiện của buồn nôn và yếu, xanh xao da;
• Ông bị tầm nhìn trước mắt xuất hiện bộ phim màu đỏ hoặc đen;
• có lẽ là cảm giác đau ở các khớp, chân tay;
• Tonus của mô cơ rơi;
• thay đổi quy định thần kinh thể dịch;
• Nó trở thành sự trao đổi khí khác nhau trong phổi và trong cơ thể như một tổng thể;
• có thể gây ra mồ hôi.

Tình trạng quá tải và không trọng lượng buộc các nhà nghiên cứu y tế để đến với nhiều cách khác nhau. cho phép điều chỉnh, để đào tạo phi hành gia để chịu được những tác động của những yếu tố này mà không hậu quả đối với sức khỏe và không mất hiệu quả.

Một trong những cách hiệu quả nhất để tăng tốc độ công tác đào tạo phi hành gia - một thiết bị ly tâm. Đây là nơi bạn có thể quan sát những thay đổi xảy ra trong cơ thể do tác động của quá tải. Nó cũng cho phép bạn để đào tạo và thích ứng với những tác động của yếu tố này.

chuyến bay không gian và y học

Bay trong không gian, tất nhiên, có một ảnh hưởng lớn đối với sức khỏe của người dân, đặc biệt là trong chưa qua đào tạo hoặc có bệnh mãn tính. Do đó, một khía cạnh quan trọng của nghiên cứu y học là tất cả các chi tiết của chuyến bay, tất cả những phản ứng của cơ thể với một loạt các hiệu ứng và đáng kinh ngạc lực lượng off-hành tinh.

Zero-G Flight làm cho y học hiện đại và sinh học để phát minh và ăn nói lưu loát (đồng thời để thực hiện, tất nhiên), một bộ các biện pháp để đảm bảo các phi hành gia dinh dưỡng hợp lý, nghỉ ngơi, cung cấp oxy, duy trì hiệu quả và vân vân.

Bên cạnh đó, thuốc được thiết kế để đảm bảo các phi hành gia giúp đỡ phong nha trong trường hợp khẩn cấp, tình huống khẩn cấp, cũng như bảo vệ khỏi những tác động của các lực lượng không rõ của các hành tinh và không gian khác. Đó là khó khăn, đòi hỏi rất nhiều thời gian và công sức, một cơ sở lý luận lớn, chỉ sử dụng các thiết bị hiện đại mới nhất và thuốc.

Bên cạnh đó, y học ngang bằng với vật lý và sinh học có nhiệm vụ để bảo vệ các phi hành gia từ các yếu tố vật lý của điều kiện không gian, chẳng hạn như:

• nhiệt độ;
• bức xạ;
• áp lực;
• thiên thạch.

Do đó, việc nghiên cứu tất cả những yếu tố này và đặc điểm là rất quan trọng.

Phương pháp nghiên cứu trong Sinh học

Không gian sinh học, giống như bất kỳ khoa học sinh học khác, có một bộ nào đó của phương pháp cho việc nghiên cứu, vật liệu lý thuyết để tích lũy và xác minh kết luận thực tiễn của nó. Những phương pháp này là thời gian không thay đổi, trải qua đổi mới và hiện đại hóa phù hợp với thời điểm hiện tại. Tuy nhiên, về mặt lịch sử kỹ thuật sinh học vẫn còn tồn tại liên quan đến ngày nay. Chúng bao gồm:

1. Quan sát.
2. Thử nghiệm.
3. phân tích lịch sử.
4. Mô tả.
5. Hãy so sánh.

Những phương pháp của cơ sở nghiên cứu sinh học, hiện tại mọi thời điểm. Nhưng có một số người khác đã phát sinh với sự phát triển của khoa học và công nghệ, vật lý điện tử và sinh học phân tử. Đó là những kẻ được kêu gọi để cập nhật và đóng vai trò lớn nhất trong việc nghiên cứu sinh học, hóa học, y tế và các quá trình sinh lý.

phương pháp hiện đại

1. Phương pháp kỹ thuật di truyền và sinh học. Ở đây đề cập agrobacterial và đạn đạo chuyển đổi, PCR (phản ứng chuỗi polymerase). Vai trò của nghiên cứu sinh học của một kế hoạch như vậy là rất tốt vì chúng cho phép chúng tôi để tìm giải pháp cho các vấn đề về dinh dưỡng và oxy hóa của phóng tên lửa và cabin cho một trạng thái thoải mái của phi hành gia.
2. Phương pháp hóa học protein và histochemistry. Chúng cho phép bạn kiểm soát các protein và enzyme trong hệ thống sống.
3. Sử dụng kính hiển vi huỳnh quang, hiển vi siêu phân giải.
4. Việc sử dụng sinh học phân tử và hóa sinh, và phương pháp nghiên cứu.
5. Biotelemetry - Phương pháp, mà là một kết quả của việc kết hợp giữa các kỹ sư và bác sĩ biobased. Nó cho phép bạn kiểm soát tất cả các chức năng sinh lý quan trọng của sinh vật ở khoảng cách bằng phương tiện của cơ thể con người của thông tin vô tuyến và máy tính công ty đăng ký. Không gian sinh học sử dụng phương pháp này để làm cơ sở cho các hiệu ứng điều kiện không gian trên sinh vật phi hành gia giám sát.
6. dấu hiệu sinh học của không gian liên hành tinh. Một phương pháp rất quan trọng trong sinh học không gian, cho phép để đánh giá tình trạng của môi trường liên hành tinh, để có được thông tin về các đặc điểm của các hành tinh khác nhau. Cơ bản là ở đây việc sử dụng động vật với cảm biến tích hợp. Đó là động vật thử nghiệm (chuột, chó, khỉ) trích xuất thông tin từ các quỹ đạo của trái đất được sử dụng bởi các nhà khoa học để phân tích và kết luận.

phương pháp hiện đại của nghiên cứu sinh học có thể giải quyết không chỉ là vấn đề của sinh học không gian tiên tiến, mà còn phổ biến.

Vấn đề của Space Sinh học

Tất cả những phương pháp nghiên cứu y sinh, không may, vẫn chưa thể giải quyết tất cả các vấn đề của sinh học không gian. Có một số vấn đề thời sự mang tính sống còn cho đến ngày nay. Những vấn đề chính phải đối mặt bởi y học không gian và sinh học.

1. Lựa chọn cán bộ được đào tạo cho các chuyến bay vào không gian, tình trạng sức khỏe mà có thể đáp ứng tất cả các yêu cầu của bác sĩ (trong đó có thể cho phép các phi hành gia để chịu được đào tạo khắc nghiệt và đào tạo cho các chuyến bay).
2. Một mức độ phong nha của đào tạo và cung cấp tất cả các phi hành đoàn không gian làm việc cần thiết.
3. Đảm bảo sự an toàn của tất cả các thông số (bao gồm những người từ ảnh hưởng yếu tố chưa biết hoặc nước ngoài từ các hành tinh khác) tàu hoạt động và aviakonstruktsiyam.
4. phục hồi chức năng tâm sinh lý của các phi hành gia trở về Trái đất.
5. Phát triển cách để bảo vệ các phi hành gia và tàu vũ trụ từ các bức xạ.
6. Đảm bảo điều kiện sống bình thường trong cabin trên các chuyến bay vào không gian.
7. Phát triển và ứng dụng công nghệ máy tính trong y học không gian hiện đại.
8. Thực hiện y học từ xa không gian và công nghệ sinh học. Sử dụng các phương pháp của các khoa học này.
9. Quyết định các vấn đề y tế và sinh học cho các phi hành gia bay thoải mái lên sao Hỏa và các hành tinh khác.
10. Tổng hợp các đại lý dược sẽ giải quyết vấn đề của thiết bị oxy trong không gian.

Phát triển, cải tiến và tích hợp trong việc áp dụng các phương pháp nghiên cứu y sinh sẽ giải quyết tất cả các nhiệm vụ và thách thức cần thiết. Tuy nhiên, khi nó là - một câu hỏi phức tạp, và khá khó lường.

Cần lưu ý rằng giải pháp cho tất cả những câu hỏi không chỉ các nhà khoa học Nga, nhưng Hội đồng khoa học của tất cả các nước trên thế giới. Và đó là một lợi thế lớn. Sau khi nghiên cứu chung và việc tìm kiếm sẽ không tương xứng nhanh và tích cực. hợp tác quốc tế chặt chẽ trong việc giải quyết các vấn đề về không gian - chìa khóa dẫn đến thành công trong việc phát triển không gian off-hành tinh.

tiến bộ mới

những thành tựu như vậy rất nhiều. Sau khi tất cả, cho phép làm việc cật lực thực hiện hàng ngày, kỹ lưỡng và tỉ mỉ để tìm ra càng nhiều vật liệu mới, rút ra kết luận và xây dựng các giả thuyết.

Một trong những khám phá quan trọng nhất trong vũ trụ học của thế kỷ XXI là sự khám phá của nước trên sao Hỏa. Này ngay lập tức đã dẫn đến sự ra đời của hàng chục giả thuyết về sự hiện diện hay vắng mặt của sự sống trên hành tinh này, khả năng di dời Earthlings trên sao Hỏa, và vân vân.

phát hiện khác là các nhà khoa học đã xác định được độ tuổi mà trong đó người như thoải mái càng tốt và không có hậu quả nghiêm trọng có thể trong không gian. Này bắt đầu từ tuổi 45 năm và kết thúc khoảng 55-60 năm. người trẻ, những người đi vào không gian, vô cùng đau khổ tâm lý và sinh lý khi trở về Trái đất, rất khó để thích ứng và sắp xếp lại.

Nước trên Mặt Trăng đã được phát hiện (2009). thủy ngân và một số lượng lớn bạc cũng được tìm thấy trên vệ tinh của Trái đất.

Phương pháp nghiên cứu sinh học, cũng như kỹ thuật và các chỉ số vật lý cho phép an toàn để kết luận an toàn mà (ít nhất, thiệt hại không nhiều, so với trên Trái đất) tác động của bức xạ ion và bức xạ trong không gian.

nghiên cứu khoa học đã chứng minh rằng một kỳ nghỉ dài trong không gian không áp đặt một dấu ấn về tình trạng sức khỏe thể chất của phi hành gia. Tuy nhiên, vấn đề vẫn còn về tâm lý.

Đã có nghiên cứu cho thấy rằng thực vật bậc cao đáp ứng khác nhau với sự hiện diện trong sự mở rộng của vũ trụ. Những hạt giống của một số nhà máy trong nghiên cứu này cho thấy không có thay đổi di truyền. Những người khác, ngược lại, cho thấy căng thẳng rõ ràng về mức độ phân tử.

Các thí nghiệm được tiến hành trên các tế bào và các mô của cơ thể sống (động vật có vú) chứng minh rằng không gian không ảnh hưởng đến trạng thái bình thường và chức năng của các cơ quan này.

nhiều loại hình nghiên cứu y học (chụp cắt lớp, MRI, máu và nước tiểu xét nghiệm, điện tâm đồ, CT scan, và vân vân) dẫn đến kết luận rằng sinh lý, sinh hóa, đặc điểm hình thái của các tế bào con người vẫn không thay đổi khi bạn ở trong không gian lên đến 86 ngày.

Trong phòng thí nghiệm, người ta đã tái tạo một hệ thống nhân tạo cho phép bạn để có được càng gần với tình trạng không trọng lượng và do đó khám phá tất cả các khía cạnh của những ảnh hưởng của tình trạng này trên cơ thể. Điều này cho phép, đến lượt nó, phát triển một loạt các biện pháp phòng ngừa để ngăn chặn sự tác động của yếu tố này trong chuyến bay của con người trong trạng không trọng lượng.

Kết quả exobiology trở thành bằng chứng về sự hiện diện của hệ thống hữu cơ là sinh quyển của Trái đất. Cho đến khi nó trở thành có thể xây dựng lý thuyết duy nhất của các giả định này, nhưng chẳng bao lâu các nhà khoa học có kế hoạch sản xuất và bằng chứng thực tế.

Thông qua các nhà sinh học nghiên cứu, các nhà vật lý, bác sĩ, nhà sinh thái học và các nhà hóa học đã xác định được cơ chế sâu sắc về hành động của người dân trên sinh quyển. Để đạt được điều này đã được thực hiện tốt thông qua việc tạo ra các hệ sinh thái nhân tạo của hành tinh và đang cung cấp cho họ những tác dụng tương tự như trên Trái đất.

Đó là không phải tất cả những thành tựu của sinh học không gian, vũ trụ học và y học ngày hôm nay, nhưng chỉ có những người thân chính. Có tiềm năng lớn, việc thực hiện đó là nhiệm vụ của các ngành khoa học cho tương lai.

Cuộc sống trong vũ trụ

Theo quan điểm hiện đại của cuộc sống trong vũ trụ có thể tồn tại, vì những khám phá gần đây xác nhận sự hiện diện của một số hành tinh điều kiện thích hợp cho sự xuất hiện và phát triển của cuộc sống. Tuy nhiên, ý kiến của các học giả về vấn đề này được chia thành hai loại:

• Cuộc sống không tồn tại bất cứ nơi nào khác ngoài Trái đất, chưa bao giờ và sẽ không bao giờ;
• cuộc sống là trong rộng lớn của vũ trụ, nhưng những người chưa phát hiện ra nó.

Mà các giả thuyết là đúng - đó là tùy thuộc vào mỗi người. Bằng chứng và bác bỏ, và cho một, và người kia là đủ.