Prostor biologija. Suvremene metode biološkog istraživanja

Znanost Biologija obuhvaća mnogo različitih dijelova velikih i malih podružnica znanosti. I svaki od njih je važno ne samo u ljudskom životu, ali i za cijelu planetu.

Drugo stoljeće za redom ljudi pokušavaju učiti ne samo raznolikost života na Zemlji u svim njegovim oblicima, ali i saznati da li postoji život izvan planete, kozmičkog prostranstva. Ovo pitanje je posebna znanost - prostor biologija. Na njemu će se raspravljati u ovom pregledu.

odjeljak biološka znanost - prostor biologija

Ova znanost je relativno mlada, ali vrlo intenzivno razvija. Glavni aspekti istraživanja su:

1. Čimbenici svemir i njihov utjecaj na organizme koji žive bića, vitalne funkcije svih živih sustava u prostoru ili zrakoplova.
2. Razvoj života na našem planetu, uz sudjelovanje svemira, evolucije živih sustava i vjerojatnosti postojanja biomase izvan našeg planeta.
3. Mogućnost izgradnje zatvorenog sustava i stvoriti u njima stvarne uvjete života za ugodan razvoj i rast organizama u svemiru.

Prostor medicina i biologija su usko povezani jedni druge znanosti, ispitati zajednicki pitanja fiziološkog stanja živih bića u svemiru, njihovo širenje u međuplanetarni prostor i evolucije.

Kroz istraživanje tih disciplina je postalo moguće odabrati optimalne uvjete za ljude u prostoru, a ne uzrokuje bilo koju štetu za zdravlje. Obilje materijala za prisutnost života u prostoru, mogućnosti biljaka i životinja (jednostaničnih, višestaničnih) žive i rastu u bestežinskog.

Video: Metode studiranja biologije

Povijest znanosti

Korijeni prostor Biologija datira iz davnih vremena, kada su filozofi i mislioci - Aristotel prirodoslovci, Heraklit, Platon i drugi - promatrajući zvijezde, pokušavajući utvrditi odnos Mjeseca i Sunca na Zemlju, da razumiju uzroke njihovog utjecaja na poljoprivredno zemljište i životinje.

Kasnije, u srednjem vijeku, bili su pokušaji da se odredi oblik Zemlje i objašnjenje njegove rotacije. Za dugo vremena u raspravi je teorija, stvorio Ptolomeja. Ona je rekla da je zemlja - je Središte svemira, i sve ostale planete i nebeska tijela kretati oko nje (Nebeski ekvator sustava).

No, tu je još jedan znanstvenik, Poljak Nikola Kopernik, koji je pokazao neistinitost te tvrdnje i ponudio mu, heliocentričnu strukturu svjetskog sustava u centru - sunce i svi planeti okreću oko. U isto vrijeme sunca - i zvijezde. Njegovi pogledi su podržani od strane sljedbenika Giordana Bruna, Newton, Kepler, Galileo.

Međutim, to je kozmička biologija kao znanost pojavio mnogo kasnije. Samo u ruski znanstvenik XX stoljeća Konstantin Ciolkovskog razvio sustav koji omogućuje ljudima da mogu prodrijeti u dubine svemira i naučiti ih polako. On se smatra ocem ove znanosti. Također veliku ulogu u razvoju cosmobiology igrao otkrića u fizici i astrofizici, kemije i kvantne mehanike, Einstein, Bohr, Planck, Landau Fermi, Kapitsa, Bogolyubov i drugi.

Novo istraživanje omogućujući ljudima da čine iste dugo planirani odlasci u prostoru, moguće identificirati određenu medicinsku i biološku sigurnost opravdanost i utjecaj off-planet u uvjetima formulirao Ciolkovskog. Što je njihova svrha?

1. Znanstvenici su dali teorijsku podlogu učinke bestežinskog stanja na organizme sisavaca.
2. On je po uzoru nekoliko načina za stvaranje prostora uvjeta u laboratoriju.
3. Astronauti predložio opcije za dobivanje hrane i vode pomoću cirkulacije biljaka i materijala.

Dakle, Ciolkovskog sve temeljne postavke astronautike su položeni koji nisu izgubili svoju važnost danas.

bestežinsko stanje

Moderna biološka istraživanja ispituje utjecaj dinamičkih faktora na ljudsko tijelo u uvjetima prostora omogućilo maksimalna spasiti astronaute od negativnog utjecaja tih istih faktora.

Postoje tri glavne dinamičke karakteristike:

• vibracija;
• ubrzanje;
• bestežinsko stanje.

Najneobičniji i važna za djelovanje na ljudsko tijelo je bez težine. To je stanje u kojem se sila gravitacije nestane i ne zamijeni drugim inercijskih učinke. U tom slučaju, osoba gubi sposobnost da kontrolira položaj tijela u prostoru. Takvo stanje počinje u nižim slojevima petlja i sačuvana u svoj svojoj prostoru.

Biomedicinska istraživanja su pokazala da je u bestežinskom stanju slijedeće promjene događaju u ljudskom tijelu:

1. Ubrzava otkucaje srca.
2. Mišići se opuštaju (iz ton).
3. Smanjena radna sposobnost.
4. Moguće prostorni halucinacije.

Čovjek u bestežinskom stanju biti do 86 dana bez štete za zdravlje. To je empirijski dokazano i potvrđeno s medicinskog stajališta. Međutim, jedan od problema prostora biologije i medicine danas je razvoj kompleksa za sprječavanje učincima bestežinskog stanja na ljudski organizam u cjelini mjera, eliminirati umor, poboljšati i održavati normalan rad.

Postoji niz uvjeta koji su u skladu s astronautima prevladati bestežinsko i zadržati kontrolu nad tijelom:

• dizajn zrakoplova pridržava potrebnim standardima sigurnosti za putnike;
• astronauti uvijek pažljivo pričvrstiti na svoja mjesta kako bi se izbjeglo nepredviđenih let do;
• sve stavke na brodu imaju dobro definiranu mjesto i osiguran pravilno kako bi se izbjegle traumatične situacije;
• tekućine pohranjene u zatvorenim spremnicima, hermetički pakirane.

  

Kako bi se postigla dobre rezultate u savladavanju bestežinsko, astronauti temeljito obučeni u svijetu. No, na žalost, moderna znanstvena istraživanja ne dopustiti da stvaraju takve uvjete u laboratoriju. Na našem planetu, da prevlada silu gravitacije nije moguće. To je također jedan od zadataka za budućnost zrakoplovne i medicinske biologije.

Zagušenja u prostoru (ubrzanje)

Drugi važan čimbenik koji utječe na ljudsko biće u svemiru, su ubrzavanje ili preopterećenja. Suština ovih faktora se svodi na redistribuciju neravnomjernog opterećenja na tijelo za vrijeme velikih pokreta u prostornoj brzini. Postoje dvije glavne vrste ubrzanja:

Video: Metode istraživanja u biologiji

• Ukratko;
• dugo.

Kao prirodnim znanostima, i ubrzanje je vrlo važno u utjecanju na fiziološko stanje organizma astronauta.

Tako, na primjer, djelovanjem kratkih ubrzanja (traju manje od 1 sekunde) može doći do ireverzibilne promjene u organizmu na molekularnoj razini. Isto tako, ako vlasti nisu osposobljeni dovoljno slaba, postoji rizik od pucanja membrane. Takvo izlaganje može se izvesti sa pretinca kapsula s Spaceman u prostoru, s izbacivanjem ili slijetanja letjelice u orbiti.

Stoga je vrlo važno da su astronauti prošla temeljitu liječnički pregled i specifičnu fizičku pripremu prije leta u svemir.

Dugo-djelujući ubrzanje javlja na početku i slijetanja rakete, kao i za vrijeme leta, na nekim mjestima prostor svemira. Djelovanje tih ubrzanja na tijelu podataka koje pružaju znanstvena medicinska istraživanja, kako slijedi:

• ubrzava rad srca i puls;
• ubrzao dah;
• primijetio pojavu mučnine i slabosti, blijede kože;
• On pati vizije pred očima pojavi crveni ili crni film;
• možda osjećaj boli u zglobovima, udova;
• tonus mišićnog tkiva pada;
• Promjene regulacije neuro-humoralni;
• To postaje drugačiji izmjena plinova u plućima i na tijelu kao cjelini;
• može uzrokovati znojenje.

Preopterećenje i bestežinskog stanja prisiljen medicinski istraživači smisliti različite načine. dopuštajući da se prilagodi, trenirati astronaute izdržati učinke tih faktora bez posljedica za zdravlje i bez gubitka učinkovitosti.

Jedan od najučinkovitijih načina za ubrzati obuku astronauta - uređaj centrifuge. Ovo je mjesto gdje možete promatrati promjene koje se događaju u tijelu djelovanjem preopterećenja. Ona također omogućuje vam da trenirati i prilagoditi učincima ovog faktora.

Prostor let i medicina

Letenje u svemiru, naravno, imaju veliki utjecaj na zdravlje ljudi, posebno u obučava ili s kroničnim bolestima. Dakle, važan aspekt medicinskog istraživanja su svi detalji leta, sve tjelesne reakcije na razne efekte i nevjerojatne off-planeta snaga.

Zero-G let čini moderne medicine i biologije da izmisli i artikulirati (u isto vrijeme obavljanja, naravno), niz mjera kako bi se osiguralo astronauti pravilna prehrana, odmor, dotok kisika, održavanje učinkovitosti i tako dalje.

Osim toga, medicina je osmišljen kako bi se osiguralo astronauti pristojan pomoć u slučaju nužde, izvanrednim situacijama, kao i zaštitu od učinaka nepoznatih sila drugih planeta i svemira. To je teško, zahtijeva puno vremena i truda, veliki teorijske osnove, koristeći samo najnovije moderne opreme i lijekova.

Osim toga, medicina rangu s fizike i biologije ima zadatak da štiti astronaute od fizičkih čimbenika prostora stanja, kao što su:

• temperatura;
• zračenja;
• tlak;
• meteoriti.

Stoga je proučavanje svih tih faktora i karakteristika je vrlo važno.

metode istraživanja u biologiji

Prostor biologije, kao i svaki drugi biološke znanosti, ima određeni skup metoda za proučavanje, teoretskog materijala da se akumuliraju i provjere njegove praktične zaključke. Ove metode su put ne ostaje nepromijenjena, proći obnovu i modernizaciju u skladu s trenutno vrijeme. Međutim, povijesno biologije tehnike i dalje relevantan za ovaj dan. Oni uključuju:

1. Promatranje.
2. Eksperiment.
3. Povijesna analiza.
4. Opis.
5. Usporediti.

Ove metode biološke baze istraživanja, trenutno u svako doba. No, postoji nekoliko drugih koje su nastale s razvojem znanosti i tehnologije, elektroničke fizike i molekularne biologije. To su oni koji su pozvani do sada i igrati najveću ulogu u proučavanju biološke, kemijske, medicinske i fizioloških procesa.

suvremene metode

1. Metode genetskog inženjeringa i bioinformatike. Ovdje se odnosi i agrobacterial balističke transformacije, PCR (reakcija lanca polimeraze). Uloga biološke studije takvog plana je super jer nam omogućiti da pronađu rješenja za probleme prehrana i zasićenost kisikom raketnih bacača i kabine za ugodan stanje astronauta.
2. Metode kemije proteina i histokemije. Oni omogućuju kontrolu proteina i enzima u živim sustavima.
3. Korištenje fluorescentne mikroskopije, superresolution mikroskopija.
4. Upotreba molekularne biologije i biokemije i njihove istraživačke metode.
5. biotelemetrija - Metoda koja je posljedica kombiniranja rada inženjera i liječnika biobased. To vam omogućuje kontrolu sve fiziološki važne funkcije organizma na udaljenosti pomoću ljudskog tijela radijske komunikacije i računalne-matičar. Prostor biologije koristi ovu metodu kao temelj za praćenje učinaka svemirskih uvjeta na astronauta organizama.
6. Biološka pokazatelj međuplanetarni prostor. Vrlo važna metoda prostora biologije, koji omogućuje procjenu stanja međuplanetarnog medija, za dobivanje informacija o karakteristikama različitih planeta. Osnova je ovdje uporaba životinja s ugrađenim senzorima. Da pokusne životinje (miševi, psi, majmuni) izdvajanje informacija iz orbite Zemlje koja se koristi od strane znanstvenika za analizu i zaključke.

Suvremene metode biološkog istraživanja mogu riješiti ne samo problem napredne svemirske biologije, ali i univerzalna.

Problemi Space biologije

Sve ove metode biomedicinskih istraživanja, na žalost, nije mogao još riješiti sve probleme prostora biologije. Postoji niz aktualnih pitanja koja su od vitalnog značaja za ovaj dan. Glavni problemi s kojima se suočavaju prostora medicine i biologije.

1. Izbor obučenog osoblja za let u svemir, zdravstveno stanje koje može zadovoljiti sve zahtjeve liječnika (uključujući i omogućilo bi astronauti kako bi izdržali teške obuku i osposobljavanje za let).
2. Pristojan razina obuke i dostaviti sve potrebne radne svemirske posade.
3. Osiguravanje sigurnosti svih parametara (uključujući i one s utjecajem nepoznate ili stranih faktora iz drugih planeta) koji djeluju brodova i aviakonstruktsiyam.
4. Psihofiziološke rehabilitacija astronauta koji se vraćaju na Zemlju.
5. Razvijanje načina da zaštitite astronauti i kosmički brod zračenjem.
6. Osiguranje normalnih uvjeta života u kabinama na letovima u svemir.
7. Razvoj i primjena računalne tehnologije u modernizaciju prostora medicine.
8. Provedba prostora telemedicine i biotehnologije. Koristeći metode tih znanosti.
9. Odluka medicinskih i bioloških problema za udobnim leteći astronauta na Mars i druge planete.
10. Sinteza farmakološka sredstva koja će riješiti problem opreme za kisik u prostoru.

Razvijen, poboljšana i integriran u primjeni metoda biomedicinskih istraživanja će obuhvatiti sve potrebne zadatke i izazove. Međutim, kada je - složeno pitanje, i vrlo nepredvidljiv.

Treba napomenuti da je rješenje za sva ova pitanja ne samo ruskih znanstvenika, ali znanstveno vijeće svih zemalja svijeta. I to je veliki plus. Nakon zajedničkog istraživanja i potrage će neproporcionalno brzo i pozitivno. Zatvori međunarodnu suradnju u rješavanju problema prostora - ključ uspjeha u razvoju izvan planeta prostora.

Nedavni napredak

Takvi uspjesi su mnogi. Uostalom, što omogućuje intenzivan rad koji se obavlja svakodnevno, temeljit i savjestan pronaći sve više i više novih materijala, izvući zaključke i formulirati hipoteze.

Jedan od najvažnijih otkrića u kozmologiji XXI stoljeća je otkriće vode na Marsu. To je odmah dovelo do rođenja desetaka hipoteza o prisutnosti ili odsutnosti života na planeti, mogućnost preseljenja Zemljani na Marsu, i tako dalje.

Još jedno otkriće je da su znanstvenici identificirali dobnu skupinu u kojoj je osoba kao udoban kao moguć i bez ozbiljnih posljedica može biti u prostoru. To počinje u dobi od 45 godina, a završava oko 55 do 60 godina. Mladi ljudi koji idu u svemir, izuzetno pate psihički i fiziološki po povratku na Zemlju, to je teško prilagoditi i preurediti.

Voda na Mjesecu otkrivena (2009). živa i velika količina srebra također su se našli na Zemljinu satelitu.

Metode biološke studije, kao i inženjering i fizički pokazatelji omogućuju sigurno zaključiti da je sigurnost (barem ne više štete, nego na Zemlji) utjecaj ionske zračenja i zračenja u prostoru.

Znanstvena istraživanja su dokazala da je dugo ostati u svemiru ne nameće trag o stanju fizičkog zdravlja astronauta. Međutim, problemi ostaju u psihološkim terminima.

Tu su studije koje pokazuju da više biljke različito reagiraju na prisutnost u kozmičkom prostranstvu. Sjeme nekih biljaka u istraživanju nije pokazao genetske promjene. Drugi, naprotiv, pokazao očigledan pritisak na molekularnoj razini.

Eksperimenti provedeni na stanicama i tkivima živih organizama (sisavaca) dokazati da je prostor ne utječe na normalno stanje i funkcioniranje tih tijela.

Razne vrste medicinskih istraživanja (tomografija, MRI, krvi i mokraće, EKG, CT, i tako dalje), dovela je do zaključka da je fiziološke, biokemijske, morfološke karakteristike ljudske stanice ostaju nepromijenjeni prilikom boravka u prostoru do 86 dana.

U laboratoriju, on je ponovo umjetni sustav koji vam omogućuje da se što bliže stanju bestežinskog stanja i tako istražiti sve aspekte učinaka tog stanja na tijelu. To je omogućilo, pak, razviti niz preventivnih mjera kako bi se spriječilo utjecaj tog faktora u ljudskom letu u nultoj gravitaciji.

Rezultati exobiology postao dokaz o prisutnosti organskih sustava je Zemljina biosfera. Dok je postalo moguće samo teoretska formulacija tih pretpostavki, ali ubrzo su znanstvenici planiraju proizvoditi i praktičan dokaz.

Kroz istraživanja biologa, fizičara, liječnici, ekolozi i kemičari su identificirali duboke mehanizme djelovanja ljudi na biosferu. Da bi se postigao ovaj je omogućeno kroz stvaranje umjetnih ekosustava planeta i pruža im isti učinak, kao što je na Zemlji.

Video: Metode istraživanja u biologiji. Biologija sat.

To nije sve dostignuća prostora biologije, kozmologije i medicine danas, ali samo one glavne. Tu je veliki potencijal, čija provedba je zadatak tih znanosti za budućnost.

Život u svemiru

Prema modernim pogled na život u svemiru može postojati, jer nedavna otkrića potvrđuju prisutnost nekih planeta pogodnih uvjeta za nastanak i razvoj života. Međutim, mišljenja učenjaka o ovom pitanju su podijeljeni u dvije kategorije:

• Život ne postoji nigdje osim Zemlje, nikada nije bila i nikada neće biti;
• život je u golemim prostranstvima svemira, ali ljudi još nisu otkrili.

Koji od hipoteza točna - to je do svake osobe. Dokazi i replike, kao i za jednu, a drugi je dovoljno.