Medikobiológiai kutatások az űrben. Előadás "A biológia szerepe az űrkutatásban" A biológia szerepe az űrkutatásban témában

A biológia tudománya sok különböző szekciót foglal magában, nagy és kis leányvállalatokat. És mindegyik fontos nemcsak az emberi életben, hanem az egész bolygó egésze számára is.

Az emberek már második évszázada próbálják nemcsak az élet földi sokféleségét annak minden megnyilvánulásában tanulmányozni, hanem azt is, hogy van-e élet a bolygón kívül, a világűrben. Ezekkel a kérdésekkel egy speciális tudomány – az űrbiológia – foglalkozik. róla és meg lesz beszélveáttekintésünkben.

Fejezet

Ez a tudomány viszonylag fiatal, de nagyon intenzíven fejlődik. A tanulmány fő szempontjai a következők:

1. Tényezők világűrés az élőlények szervezeteire gyakorolt ​​hatásuk, az űrben vagy a repülőgépekben lévő összes élő rendszer létfontosságú tevékenysége.
2. Az élet fejlődése bolygónkon az űr részvételével, az élő rendszerek fejlődése és a biomassza bolygónkon kívüli létezésének valószínűsége.
3. Lehetőségek zárt rendszerek kiépítésére és valós életkörülmények kialakítására azokban az élőlények kényelmes fejlődéséhez és növekedéséhez a világűrben.

Az űrgyógyászat és a biológia egymással szorosan összefüggő tudományok, amelyek közösen vizsgálják az élőlények fiziológiai állapotát az űrben, elterjedtségét a bolygóközi terekben és az evolúciót.

E tudományok kutatásának köszönhetően lehetővé vált az optimális feltételek kiválasztása az emberek megtalálásához az űrben, anélkül, hogy egészségkárosodást okozna. Hatalmas anyagot gyűjtöttek össze az élet térbeli jelenlétéről, a növények és állatok (egysejtűek, többsejtűek) súlytalanságban való élet- és fejlődési képességéről.

A tudomány fejlődésének története

Az űrbiológia gyökerei idáig nyúlnak vissza Ókori idő amikor filozófusok és gondolkodók – természettudósok Arisztotelész, Hérakleitosz, Platón és mások – figyelték csillagos égbolt, megpróbálja azonosítani a Hold és a Nap kapcsolatát a Földdel, megérteni a mezőgazdasági területekre és állatokra gyakorolt ​​hatásuk okait.

Később, a középkorban megkezdődtek a kísérletek a Föld alakjának meghatározására és forgásának magyarázatára. Sokáig létezett egy Ptolemaiosz által megalkotott elmélet. Arról beszélt, hogy a Föld és az összes többi bolygó és égitestek körülötte mozogva

Találtak azonban egy másik tudóst, a lengyel Nicolaus Kopernikuszt, aki bebizonyította ezen állítások hamisságát, és saját, heliocentrikus rendszerét javasolta a világ felépítésére: a középpontban a Nap áll, és minden bolygó mozog. A Nap is csillag. Nézeteit Giordano Bruno, Newton, Kepler, Galileo követői támogatták.

Az űrbiológia, mint tudomány azonban jóval később jelent meg. Csak a 20. században az orosz tudós, Konsztantyin Eduardovics Ciolkovszkij kifejlesztett egy olyan rendszert, amely lehetővé teszi az emberek számára, hogy behatoljanak a világűr mélyébe, és lassan tanulmányozzák azokat. Joggal tekintik e tudomány atyjának. Is nagy szerepet Einstein, Bohr, Planck, Landau, Fermi, Kapitsa, Bogolyubov és mások fizika és asztrofizika, kvantumkémia és mechanika felfedezései játszottak szerepet a kozmobiológia fejlődésében.

Új Tudományos kutatás, amely lehetővé tette az emberek számára, hogy régóta tervezett repüléseket hajtsanak végre az űrbe, lehetővé tette a Ciolkovszkij által megfogalmazott konkrét orvosi és biológiai indokok kiemelését a földönkívüli körülmények biztonságára és befolyására vonatkozóan. Mi volt a lényegük?

1. A tudósok elméleti indoklást kaptak a súlytalanság emlős szervezetekre gyakorolt ​​hatására.
2. Számos lehetőséget modellezett a laboratóriumi térviszonyok kialakítására.
3. Lehetőségeket javasolt arra, hogy az űrhajósok növények segítségével és anyagok keringésével juthassanak élelemhez és vízhez.

Így Ciolkovszkij volt az, aki lefektette az űrhajózás összes alapvető posztulátumát, amelyek ma sem veszítették el relevanciájukat.

Súlytalanság

A modern biológiai kutatások a dinamikus tényezők emberi testre gyakorolt ​​hatásának tanulmányozása terén űrviszonyok között lehetővé teszik az űrhajósok számára, hogy maximálisan megszabaduljanak ugyanezen tényezők negatív hatásától.

Három fő dinamikus jellemző van:

• rezgés;
• gyorsulás;
• súlytalanság.

A súlytalanság a legszokatlanabb és legfontosabb az emberi szervezetre gyakorolt ​​hatása szempontjából. Ez egy olyan állapot, amelyben a gravitációs erő eltűnik, és nem váltja fel más tehetetlenségi hatás. Ebben az esetben egy személy teljesen elveszíti azt a képességét, hogy ellenőrizni tudja a test helyzetét a térben. Ez az állapot már a kozmosz alsóbb rétegeiben kezdődik, és az egész térben fennmarad.

Orvosi és biológiai vizsgálatok kimutatták, hogy a súlytalanság állapotában a következő változások következnek be az emberi testben:

1. A szívverés felgyorsul.
2. Az izmok ellazulnak (a tónus megszűnik).
3. Csökkent teljesítmény.
4. Térbeli hallucinációk lehetségesek.

A súlytalanságban lévő személy akár 86 napig is el tud maradni egészségkárosodás nélkül. Ezt empirikusan igazolták és orvosi szempontból is megerősítették. Az űrbiológia és az orvostudomány egyik feladata azonban ma egy olyan intézkedéscsomag kidolgozása, amely a súlytalanság általános emberi szervezetre gyakorolt ​​hatását megakadályozza, a fáradtságot megszünteti, növeli és megszilárdítja a normál teljesítményt.

Számos körülmény van, amelyet az űrhajósok megfigyelnek a súlytalanság leküzdése és a test feletti irányítás fenntartása érdekében:

Annak érdekében, hogy jó eredményeket érjenek el a súlytalanság leküzdésében, az űrhajósok alapos kiképzésen vesznek részt a Földön. De sajnos eddig a modernek nem teszik lehetővé ilyen körülmények megteremtését a laboratóriumban. Bolygónkon nem lehet leküzdeni a gravitációs erőt. Ez az egyik jövőbeli kihívás az űrbiológia és az orvosbiológia számára is.

G-erők a térben (gyorsulások)

Egy másik fontos tényező, amely befolyásolja az emberi testet az űrben, a gyorsulás vagy túlterhelés. Ezeknek a tényezőknek a lényege a test terhelésének egyenetlen újraelosztása az erős, nagy sebességű térbeli mozgások során. A gyorsításnak két fő típusa van:

• rövid időszak;
• hosszú.

Amint azt az orvosbiológiai vizsgálatok mutatják, mindkét gyorsulás nagyon fontos a kozmonauta testének élettani állapotának befolyásolásában.

Így például a rövid távú gyorsulások hatására (kevesebb mint 1 másodpercig tartanak) a szervezetben molekuláris szinten visszafordíthatatlan változások következhetnek be. Továbbá, ha a szervek nem edzettek, elég gyengék, fennáll a membránok megrepedésének veszélye. Ilyen hatások végrehajthatók a kapszula és az űrhajós űrben való szétválasztása során, kilökődése során, vagy az űrhajó pályára való leszállása során.

Ezért nagyon fontos, hogy az űrhajósok alapos orvosi vizsgálaton esnek át, és bizonyos fizikai edzéseken menjenek keresztül, mielőtt az űrbe repülnének.

A hosszan tartó gyorsulás a rakéta indításakor és leszállásakor, valamint repülés közben az űr egyes térbeli helyein jelentkezik. Az ilyen gyorsulások hatása a szervezetre a tudományos orvosi kutatások adatai szerint a következő:

• fokozott pulzusszám és pulzus;
• a légzés felgyorsul;
• hányinger és gyengeség, a bőr sápadtsága fordul elő;
• a látás romlik, vörös vagy fekete film jelenik meg a szem előtt;
• lehetséges fájdalomérzet az ízületekben, a végtagokban;
• az izomtónus csökken;
• neurohumorális szabályozási változások;
• a gázcsere a tüdőben és a test egészében eltérő lesz;
• izzadás léphet fel.

A G-terhelés és a súlytalanság különféle módszerek kidolgozására kényszeríti az orvostudósokat. lehetővé teszi az űrhajósok alkalmazkodását, képzését, hogy egészségi következmények és hatékonyságvesztés nélkül ellenálljanak ezeknek a tényezőknek.

Az egyik legtöbb hatékony módszerek Az űrhajósok gyorsításra kiképzése egy centrifugaberendezés. Ebben megfigyelheti a testben a túlterhelés hatására bekövetkező összes változást. Azt is lehetővé teszi, hogy edzeni és alkalmazkodjon ennek a tényezőnek a hatására.

Űrrepülés és gyógyászat

Az űrbe való repüléseknek természetesen van egy nagyon nagy befolyást az emberek egészségére, különösen a nem képzettek egészségére krónikus betegségek. Ezért fontos szempont a repülés minden finomságának orvosi kutatása, a test minden reakciója a földönkívüli erők legkülönfélébb és leghihetetlenebb hatásaira.

A súlytalanságban való repülés arra kényszeríti a modern orvostudományt és a biológiát, hogy találjanak ki és fogalmazzanak meg (természetesen egyúttal végrehajtsák is) egy olyan intézkedéscsomagot, amely az űrhajósok normális táplálkozását, pihenését, oxigénellátását, munkaképességének fenntartását stb.

Ezenkívül az orvostudomány célja, hogy az űrhajósok számára megfelelő segítséget nyújtson előre nem látható, vészhelyzetekben, valamint védelmet nyújtson más bolygók és terek ismeretlen erőinek hatásai ellen. Meglehetősen nehéz, sok időt és erőfeszítést igényel, nagy elméleti bázist, csak a legmodernebb eszközök és előkészületek használatát.

Ezenkívül az orvostudománynak a fizikával és a biológiával együtt az a feladata, hogy megvédje az űrhajósokat az űrviszonyok fizikai tényezőitől, mint például:

• hőfok;
• sugárzás;
• nyomás;
• meteoritok.

Ezért nagyon fontos mindezen tényezők és jellemzők tanulmányozása.

biológiában

Az űrbiológiának, mint bármely más biológiai tudománynak, van egy bizonyos módszere, amely lehetővé teszi a kutatások elvégzését, az elméleti anyagok felhalmozását és gyakorlati következtetésekkel való megerősítését. Ezek a módszerek nem maradnak változatlanok az idő múlásával, a mindenkori időnek megfelelően aktualizálódnak és korszerűsödnek. A biológia történetileg kialakult módszerei azonban a mai napig aktuálisak. Ezek tartalmazzák:

1. megfigyelés.
2. Kísérlet.
3. Történeti elemzés.
4. Leírás.
5. Összehasonlítás.

Ezek a biológiai kutatási módszerek alapvetőek, mindenkor relevánsak. De számos más is felmerült a tudomány és a technológia, az elektronikus fizika és a molekuláris biológia fejlődésével. Ezeket modernnek nevezik, és a legnagyobb szerepet töltik be az összes biológiai-kémiai, orvosi és élettani folyamat tanulmányozásában.

Modern módszerek

1. A géntechnológia és a bioinformatika módszerei. Ide tartozik az agrobakteriális és ballisztikus transzformáció, a PCR (polimeráz láncreakció). Az ilyen jellegű biológiai kutatások szerepe nagy, mivel ezek teszik lehetővé a táplálkozás és az oxigéntelítettség problémájának megoldását, valamint az űrhajósok kényelmes állapotát biztosító kabinokat.
2. A fehérjekémia és hisztokémia módszerei. Lehetővé teszik a fehérjék és enzimek szabályozását az élő rendszerekben.
3. Fluoreszcens mikroszkóp használata, szuperfelbontású mikroszkóp.
4. A molekuláris biológia és biokémia felhasználási területeiés kutatási módszereiket.
5. Biotelemetria- olyan módszer, amely mérnökök és orvosok biológiai alapon végzett munkájának eredménye. Lehetővé teszi a test összes élettanilag fontos funkciójának távoli vezérlését az emberi test rádiókommunikációs csatornái és egy számítógépes rögzítő segítségével. Az űrbiológia ezt a módszert használja fő módszerként az űrviszonyoknak az űrhajósok szervezetére gyakorolt ​​hatásainak nyomon követésére.
6. A bolygóközi tér biológiai jelzése. Az űrbiológia nagyon fontos módszere, amely lehetővé teszi a környezet bolygóközi állapotainak felmérését, a különböző bolygók jellemzőiről való információszerzést. Az alap itt a beépített érzékelőkkel rendelkező állatok használata. A kísérleti állatok (egerek, kutyák, majmok) nyerik ki az információkat a pályákról, amelyeket a földi tudósok elemzésekhez és következtetésekhez használnak fel.

A biológiai kutatás modern módszerei nemcsak az űrbiológia fejlett problémáinak megoldását teszik lehetővé, hanem univerzálisak is.

Az űrbiológia problémái

Az orvosbiológiai kutatás fenti módszerei sajnos még nem tudták megoldani az űrbiológia összes problémáját. Számos aktuális kérdés a mai napig sürgős. Tekintsük azokat a fő problémákat, amelyekkel az űrgyógyászat és a biológia szembesül.

1. Az űrrepülésre képzett személyzet kiválasztása, akiknek egészségi állapota megfelel az orvosok minden követelményének (beleértve az űrhajósok szigorú képzésének és repülési kiképzésének lehetővé tételét is).
2. Megfelelő szintű képzés és minden szükséges felszerelés a munkaterületen dolgozó személyzet számára.
3. A biztonság biztosítása minden tekintetben (beleértve a más bolygókról érkező ismeretlen vagy idegen tényezők befolyását is) a működő hajók és repülőgép-szerkezetekig.
4. Az űrhajósok pszichofiziológiai rehabilitációja a Földre való visszatérésük során.
5. Az űrhajósok védelmének módjainak kidolgozása és a
6. Normál életkörülmények biztosítása a kabinokban az űrrepülések során.
7. Modernizált számítógépes technológiák fejlesztése és alkalmazása az űrgyógyászatban.
8. Az űrtelemedicina és biotechnológia megvalósítása. E tudományok módszereit felhasználva.
9. Orvosi és biológiai problémák az űrhajósok kényelmes repüléséhez a Marsra és más bolygókra.
10. Farmakológiai szerek szintézise, ​​amelyek megoldják az oxigénellátás problémáját az űrben.

Az orvosbiológiai kutatás kidolgozott, továbbfejlesztett és összetett módszerei minden bizonnyal lehetővé teszik az összes feladat és meglévő probléma megoldását. Az azonban, hogy ez mikor lesz, összetett és meglehetősen kiszámíthatatlan kérdés.

Meg kell jegyezni, hogy nemcsak az orosz tudósok, hanem a világ összes országának Akadémiai Tanácsa is foglalkozik ezekkel a kérdésekkel. És ez egy nagy plusz. Hiszen a közös kutatások, keresések aránytalanul nagyobb és gyorsabb pozitív eredményt adnak. Az űrproblémák megoldásában folytatott szoros globális együttműködés a siker kulcsa a földönkívüli űrkutatásban.

Modern vívmányok

Sok ilyen eredmény van. Hiszen minden nap intenzív, alapos és gondos munka folyik, amely lehetővé teszi, hogy egyre több új anyagot találjon, következtetéseket vonjon le és hipotéziseket fogalmazzon meg.

A 21. század egyik legfontosabb felfedezése a kozmológiában a víz felfedezése volt a Marson. Ebből azonnal több tucat hipotézis született az élet jelenlétéről vagy hiányáról a bolygón, a földlakók Marsra való áttelepítésének lehetőségéről stb.

Egy másik felfedezés volt, hogy a tudósok meghatározták azt a korhatárt, amelyen belül az ember a lehető legkényelmesebben és súlyos következmények nélkül tartózkodhat az űrben. Adott életkor 45 éves kortól kezdődik és körülbelül 55-60 éves korig ér véget. Az űrbe utazó fiatalok a Földre való visszatérésük után pszichológiailag és fiziológiailag rendkívül szenvednek, nehezen alkalmazkodnak és újjáépülnek.

Vizet is fedeztek fel a Holdon (2009). Merkúr és nagyszámú ezüst.

A biológiai kutatások módszerei, valamint a mérnöki és fizikai mutatók lehetővé teszik, hogy magabiztosan következtessünk az ionsugárzás és az űrben való expozíció ártalmatlanságára (legalábbis a Földnél nem károsabbra).

Tudományos tanulmányok bebizonyították, hogy a hosszú űrben tartózkodás nem hagy nyomot az állapoton fizikai egészségűrhajósok. A pszichológiai problémák azonban továbbra is fennállnak.

Tanulmányok igazolták, hogy a magasabb rendű növények eltérően reagálnak az űrben való tartózkodásra. Néhány növény magja a vizsgálatban nem mutatott genetikai változást. Mások éppen ellenkezőleg, nyilvánvaló deformációkat mutattak molekuláris szinten.

Élő szervezetek (emlősök) sejtjein és szövetein végzett kísérletek bebizonyították, hogy a tér nem befolyásolja e szervek normális állapotát és működését.

Különböző típusú orvosi vizsgálatok (tomográfia, MRI, vér- és vizeletvizsgálat, kardiogram, számítógépes tomográfia stb.) arra a következtetésre jutottak, hogy az emberi sejtek élettani, biokémiai, morfológiai jellemzői változatlanok maradnak akár 86 napig a világűrben. .

Laboratóriumi körülmények között egy mesterséges rendszert hoztak létre, amely lehetővé teszi, hogy a lehető legközelebb kerüljön a súlytalanság állapotához, és így tanulmányozza ennek az állapotnak a testre gyakorolt ​​​​hatásának minden aspektusát. Ez pedig lehetővé tette egy sor kidolgozását megelőző intézkedések hogy megakadályozzuk ennek a tényezőnek a hatását az emberi repülés során nulla gravitáció mellett.

Az exobiológia eredményei olyan adatokká váltak, amelyek a Föld bioszféráján kívüli szerves rendszerek jelenlétét jelzik. Eddig ezeknek a feltételezéseknek csak az elméleti megfogalmazása vált lehetségessé, de hamarosan a tudósok gyakorlati bizonyítékok beszerzését tervezik.

A biológusok, fizikusok, orvosok, ökológusok és kémikusok kutatásának köszönhetően az emberiség bioszférára gyakorolt ​​hatásának mély mechanizmusait tárták fel. Ennek elérése úgy vált lehetségessé, hogy mesterséges ökoszisztémákat hoztak létre a bolygón kívül, és ugyanolyan hatást gyakoroltak rájuk, mint a Földön.

Ezek nem mind az űrbiológia, kozmológia és orvostudomány mai vívmányai, hanem csak a legfontosabbak. Létezik nagy potenciál, melynek megvalósítása a felsorolt ​​tudományok feladata a jövőre nézve.

Élet az űrben

A modern elképzelések szerint létezhet élet az űrben, mivel a közelmúltbeli felfedezések megerősítik, hogy egyes bolygókon megfelelő feltételek vannak az élet kialakulásához és fejlődéséhez. A tudósok véleménye ebben a kérdésben azonban két kategóriába sorolható:

• a Földön kívül sehol nincs élet, soha nem volt és nem is lesz;
• van élet a világűr hatalmas kiterjedésein, de az emberek még nem fedezték fel.

Hogy a hipotézisek közül melyik a helyes, azt mindenki maga dönti el. Van elég bizonyíték és cáfolat az egyik és a másik számára is.

dia 1

Ahhoz, hogy megértsük a biológia szerepét az űrkutatásban, az űrbiológiához kell fordulnunk. Az űrbiológia túlnyomórészt biológiai tudományok komplexuma, amely a következőket vizsgálja: 1) a szárazföldi élőlények életének jellemzőit a világűrben és az űrhajókon való repülések során 2) az űrhajók és az állomások legénységének életét biztosító biológiai rendszerek felépítésének alapelveit 3 ) földönkívüli életformák.

A biológia szerepe az űrkutatásban

2. dia

Az űrbiológia egy szintetikus tudomány, amely a biológia, a repülésgyógyászat, a csillagászat, a geofizika, a rádióelektronika és sok más tudományág eredményeit egyesítette, és ezek alapján saját kutatási módszereit hozta létre. Az űrbiológiai munkákat különféle típusú élő szervezeteken végzik, a vírusoktól az emlősökig.

3. dia

Az űrbiológia elsődleges feladata az űrrepülési tényezők (gyorsulás, rezgés, súlytalanság, megváltozott gáznemű környezet, mozgáskorlátozottság és teljes izoláció zárt hermetikus térfogatban stb.) és a világűr (vákuum, sugárzás, csökkent mágneses tér) hatásának vizsgálata. erő stb.) . Az űrbiológiai kutatásokat laboratóriumi kísérletekben végzik, bizonyos mértékig reprodukálva az űrrepülés és a világűr egyedi tényezőinek hatását. Azonban a legtöbb jelentős repülésbiológiai kísérleteket végeznek, amelyek során lehetőség nyílik szokatlan környezeti tényezők együttesének élő szervezetre gyakorolt ​​hatásának tanulmányozására.

4. dia

Tengerimalacokat, egereket, kutyákat, magasabb rendű növényeket és algákat (chlorella), különféle mikroorganizmusokat, növényi magvakat, izolált emberi és nyúlszövetkultúrákat és egyéb biológiai tárgyakat küldtek repülésbe mesterséges földi műholdakon és űrhajókon.

5. dia

A pályára lépési területeken az állatok a szívfrekvencia és a légzés felgyorsulását mutatták, ami fokozatosan megszűnt, miután a hajó orbitális repülésre váltott. A gyorsulások legfontosabb azonnali hatása a pulmonalis lélegeztetés és a vér újraelosztásának változása az érrendszerben, ezen belül a pulmonalis keringésben, valamint a vérkeringés reflexszabályozásának megváltozása. Az impulzus normalizálódása a súlytalanságban bekövetkezett gyorsulások hatására sokkal lassabban megy végbe, mint a földi körülmények között végzett centrifugán végzett tesztek után. A súlytalanságban a pulzusszám átlagos és abszolút értéke is alacsonyabb volt, mint a megfelelő földi modellezési kísérletekben, és kifejezett ingadozások jellemezték őket. Elemzés motoros tevékenység A kutyák meglehetősen gyors alkalmazkodást mutattak a súlytalanság szokatlan körülményeihez és a mozgáskoordinációs képesség helyreállításához. Ugyanezeket az eredményeket kaptuk majmokon végzett kísérletekben is. Kutatás feltételes reflexek patkányokban és tengerimalacokban az űrrepülésből való visszatérésük után nem találtunk változást a repülés előtti kísérletekhez képest.

6. dia

Az ökofiziológiai kutatási vonal továbbfejlesztése szempontjából fontosak voltak a szovjet Kosmos-110 bioszatelliten két kutyával a fedélzetén és a Bios-3 amerikai bioszatelliten egy majommal a fedélzeten végzett kísérletek. A 22 napos repülés során a kutyák először voltak kitéve nemcsak elkerülhetetlenül benne rejlő tényezők hatásának, hanem számos speciális hatásnak is (a sinus ideg irritációja elektromos áram hatására, a nyaki artériák szorítása stb. .), melynek célja a vérkeringés idegi szabályozásának sajátosságainak tisztázása súlytalan körülmények között. Az állatok vérnyomását közvetlenül rögzítettük. A majomnak a Bios-3 bioszatelliton 8,5 napig tartó repülése során komoly változásokat észleltek az alvás és az ébrenlét ciklusában (a tudatállapotok töredezettsége, az álmosságból az ébrenlétbe való gyors átmenet, az ezzel járó alvási fázisok észrevehető csökkenése). álmokkal és mély álmossággal), valamint egyes élettani folyamatok napi ritmusának megsértésével. Az állat halála, amely röviddel a repülés korai befejezése után következett, számos szakértő szerint a súlytalanság befolyása miatt következett be, ami a vér újraeloszlásához, folyadékvesztéshez és káliumszint-csökkenéshez vezetett. és a nátrium anyagcserét.

7. dia

Orbitális űrrepülésben végzett genetikai vizsgálatok kimutatták, hogy a világűrben való tartózkodás serkentő hatással van a száraz hagyma és nigella magokra. A sejtosztódás felgyorsulását borsó-, kukorica- és búzacsemetéken tapasztalták. A sugárzásnak ellenálló aktinomyceták (baktériumok) faj tenyészetében hatszor több túlélő spóra és fejlődő telep volt, míg egy sugárzásra érzékeny törzsben (vírusok, baktériumok, egyéb mikroorganizmusok tiszta tenyészete vagy a egy bizonyos időpontban és egy bizonyos helyen) 12-szeresére csökkentek a megfelelő mutatók. A repülés utáni vizsgálatok és a kapott információk elemzése kimutatta, hogy a magasan szervezett emlősök hosszú távú űrrepülése a szív- és érrendszeri rendszer leépülésével, a víz-só anyagcsere megsértésével, különösen a a csontok kalciumtartalma.

8. dia

A nagy magasságban végzett biológiai vizsgálatok eredményeként és ballisztikus rakéták, AES, KKS és más űrhajók esetében megállapították, hogy az ember viszonylag hosszú ideig élhet és dolgozhat űrrepülési körülmények között. Kimutatták, hogy a súlytalanság csökkenti a test toleranciáját a fizikai aktivitásés megnehezíti a normál (földi) gravitáció körülményeihez való visszailleszkedést. Az űrben végzett biológiai kutatások fontos eredménye annak megállapítása, hogy a súlytalanságnak nincs mutagén hatása, legalábbis a gén- és kromoszómamutációkkal kapcsolatban. Az űrrepüléseken végzett további ökofiziológiai és ökobiológiai vizsgálatok előkészítése és lebonyolítása során a fő hangsúlyt a súlytalanság intracelluláris folyamatokra gyakorolt ​​hatásának, a nagy töltésű nehéz részecskék biológiai hatásainak, a fiziológiai és biológiai folyamatok napi ritmusának, ill. számos űrrepülési tényező együttes hatása.

9. dia

Az űrbiológiai kutatások számos védelmi intézkedés kidolgozását tette lehetővé, és előkészítette az ember biztonságos világűrbe repülésének lehetőségét, amelyet szovjet, majd amerikai hajók repüléseivel hajtottak végre emberekkel a fedélzetén. Az űrbiológia jelentősége ezzel nem ér véget. Az ezen a területen végzett kutatásokra továbbra is különösen nagy szükség lesz számos probléma megoldásához, különösen az új űrútvonalak biológiai felderítéséhez. Ehhez új biotelemetriai módszerek kidolgozására lesz szükség (a biológiai jelenségek távtanulmányozására és a biológiai mutatók mérésére szolgáló módszer), valamint a kisméretű telemetria számára beültethető eszközök létrehozására (olyan technológiákra, amelyek lehetővé teszik a távoli méréseket és az információgyűjtést az operátor vagy felhasználó), az átalakítás különféle fajták a szervezetben fellépő energiát az ilyen eszközök működtetéséhez szükséges elektromos energiává, az információ "tömörítésének" új módszerei stb. ökológiai rendszerek autotróf és heterotróf organizmusokkal.

Küldje el a jó munkát a tudásbázis egyszerű. Használja az alábbi űrlapot

Azok a hallgatók, végzős hallgatók, fiatal tudósok, akik tanulmányaikban és munkájuk során használják fel a tudásbázist, nagyon hálásak lesznek Önnek.

Hasonló dokumentumok

Általános tulajdonságok biológia tudományok. A biológia fejlődési szakaszai. Az öröklődés alapvető törvényeinek felfedezése. Sejtelmélet, az öröklődés törvényei, a biokémia, a biofizika és a molekuláris biológia eredményei. Az élő anyag funkcióinak kérdése.

teszt, hozzáadva 2012.02.25


A modern biológia módszertana. A biológia filozófiai és módszertani problémái. A biológia rendszerben elfoglalt helyéről és szerepéről alkotott elképzelések átalakulásának szakaszai tudományos tudás. A biológiai valóság fogalma. A filozófiai reflexió szerepe az élettudományok fejlődésében.

absztrakt, hozzáadva: 2010.01.30


A biológia, mint tudomány születése. A XVIII. század biológiájának ötletei, elvei és fogalmai. Ch. Darwin evolúciós elméletének és az öröklődés tanának kialakításának jóváhagyása. Lamarck, Darwin, Mendel evolúciós nézetei. A poligén rendszerek evolúciója és a genetikai sodródás.

szakdolgozat, hozzáadva 2011.07.01


A vizualizáció hatása a tanulók biológia ismereteinek elsajátításának minőségére az óra minden szakaszában. A "láthatóság" mint didaktikai tanítási elv fogalmának története. Biológiai szemléltetőeszközök osztályozása és tanórai alkalmazásuk módjai.

szakdolgozat, hozzáadva 2009.05.03


A biológia elméleti alapjai, alanya, tárgya és törvényei. Az elméleti biológia axiómáinak lényege, elemzése és bizonyítása, általánosítva B.M. Mednikov és a tőle eltérő élet és nem-élet jellemzése. A fejlődés genetikai elméletének jellemzői.

absztrakt, hozzáadva: 2010.05.28


A nagyító eszközök (nagyító, mikroszkóp) fogalma, rendeltetésük, eszközük. A biológia órákon használt modern mikroszkóp főbb funkcionális és konstruktív-technológiai részei. Laboratóriumi munka lebonyolítása biológia órán.

szakdolgozat, hozzáadva 2011.02.18


Életrajzkutatás és tudományos tevékenység Charles Darwin, az evolúciós biológia megalapítója. Az ember majomszerű őstől való származására vonatkozó hipotézis igazolása. Főbb pontok evolúciós doktrína. a természetes szelekció köre.

bemutató, hozzáadva 2016.11.26


Az algák használata az űrben. Negatív oldalak. Az űrbiológia problémáival foglalkozó tudományt űrbiológiának nevezik. Az egyik probléma, hogy az algák felhasználása az emberiség javára az űr meghódítása.

dia 1


A dia leírása:

2. dia



A dia leírása:

3. dia



A dia leírása:

4. dia



A dia leírása:

5. dia



A dia leírása:

6. dia



A dia leírása:

Az ökofiziológiai kutatási vonal továbbfejlesztése szempontjából fontosak voltak a szovjet Kosmos-110 bioszatelliten két kutyával a fedélzetén és a Bios-3 amerikai bioszatelliten egy majommal a fedélzeten végzett kísérletek. A 22 napos repülés során a kutyák először voltak kitéve nemcsak elkerülhetetlenül benne rejlő tényezők hatásának, hanem számos speciális hatásnak is (a sinus ideg irritációja elektromos áram hatására, a nyaki artériák szorítása stb. .), melynek célja a vérkeringés idegi szabályozásának sajátosságainak tisztázása súlytalan körülmények között. Az állatok vérnyomását közvetlenül rögzítettük. A majomnak a Bios-3 bioszatelliton 8,5 napig tartó repülése során komoly változásokat észleltek az alvás és az ébrenlét ciklusában (a tudatállapotok töredezettsége, az álmosságból az ébrenlétbe való gyors átmenet, az ezzel járó alvási fázisok észrevehető csökkenése). álmokkal és mély álmossággal), valamint egyes élettani folyamatok napi ritmusának megsértésével. Az állat halála, amely röviddel a repülés korai befejezése után következett, számos szakértő szerint a súlytalanság befolyása miatt következett be, ami a vér újraeloszlásához, folyadékvesztéshez és káliumszint-csökkenéshez vezetett. és a nátrium anyagcserét.

7. dia



A dia leírása:

8. dia



A dia leírása:

9. dia



A dia leírása:

Az űrbiológiai kutatások számos védelmi intézkedés kidolgozását tette lehetővé, és előkészítette az ember biztonságos világűrbe repülésének lehetőségét, amelyet szovjet, majd amerikai hajók repüléseivel hajtottak végre emberekkel a fedélzetén. Az űrbiológia jelentősége ezzel nem ér véget. Az ezen a területen végzett kutatásokra továbbra is különösen nagy szükség lesz számos probléma megoldásához, különösen az új űrútvonalak biológiai felderítéséhez. Ehhez új biotelemetriai módszerek kidolgozására lesz szükség (a biológiai jelenségek távoli tanulmányozására és a biológiai mutatók mérésére szolgáló módszer), valamint beültethető eszközök létrehozására kisméretű telemetriához (olyan technológiák készlete, amelyek lehetővé teszik a távoli méréseket és információgyűjtést a kezelő vagy a felhasználó számára). ), a szervezetben fellépő különféle energiafajták átalakítása az ilyen eszközök működtetéséhez szükséges elektromos energiává, az információ "tömörítésének" új módszerei stb. Az űrbiológia rendkívül fontos szerepet fog játszani a biokomplexumok vagy zárt ökológiai rendszerek kialakulásában autotróf és heterotróf organizmusokkal, amelyek szükségesek a hosszú távú repüléshez.

Az első mesterséges Föld műhold 1957-es felbocsátása és az űrhajózás továbbfejlesztése nagy és összetett problémákat vetett fel a tudomány különböző területei számára. Új tudáságak jelentek meg. Egyikük - térbiológia.

K. E. Ciolkovszkij még 1908-ban megfogalmazta azt az elképzelést, hogy egy mesterséges földi műhold létrehozása után, amely képes károsodás nélkül visszatérni a Földre, sorra kerül sor az űrhajók legénységének biztosításával kapcsolatos biológiai problémák megoldására. Valóban, mielőtt az első földlakó állampolgár lett volna szovjet Únió Jurij Alekszejevics Gagarin - űrrepülésre indult a Vostok-1 űrhajón, kiterjedt orvosi és biológiai kutatásokat végeztek mesterséges földi műholdakon és űrhajókon. Tengerimalacokat, egereket, kutyákat, magasabb rendű növényeket és algákat (chlorella), különféle mikroorganizmusokat, növényi magvakat, izolált emberi és nyúlszövettenyészeteket és egyéb biológiai tárgyakat küldtek űrrepülésekre. Ezek a kísérletek lehetővé tették a tudósok számára, hogy arra a következtetésre jutottak, hogy az űrrepülésben (legalábbis nem túl hosszú) élet lehetséges. Ez volt az első fontos vívmánya a természettudomány új területének - az űrbiológiának.

Az egereket nulla gravitációban tesztelik.

Mik az űrbiológia feladatai? Mi a kutatásának tárgya? Mi a különleges az általa használt módszerekben? Először válaszoljunk az utolsó kérdésre. Amellett, hogy élettani, genetikai, sugárbiológiai, mikrobiológiai és egyéb biológiai módszerek Az űrbiológia kutatása széles körben felhasználja a fizika, a kémia, a csillagászat, a geofizika, a rádióelektronika és sok más tudomány vívmányait.

A repülés közben végzett mérések eredményeit rádiótelemetriai vonalakon keresztül kell továbbítani. Ezért a biológiai radiotelemetria (biotelemetria) a fő kutatási módszer. A világűrben végzett kísérletek során is ellenőrzési eszköz. A rádiótelemetria alkalmazása bizonyos nyomot hagy a biológiai kísérletek módszertanában és technikájában. Valami olyasmit, ami közönséges szárazföldi körülmények között meglehetősen könnyen figyelembe vehető vagy mérhető (például mikroorganizmus-kultúrák vetése, mintavétel elemzésre, rögzítés, növények vagy baktériumok növekedési ütemének mérése, légzés intenzitásának meghatározása, pulzusszám stb.), az űrben összetett tudományos és technikai problémává válik. Főleg, ha a kísérletet pilóta nélküli földi műholdakon vagy pilóta nélküli űrhajókon hajtják végre. Ebben az esetben a vizsgált élő objektumra gyakorolt ​​minden hatást és minden mért mennyiséget elektromos jelekké kell alakítani megfelelő érzékelők és rádiótechnikai eszközök segítségével, amelyek más szerepet töltenek be. Némelyikük parancsként szolgálhat növényekkel, állatokkal vagy más vizsgálati tárgyakkal végzett manipulációhoz, mások a vizsgált tárgy vagy folyamat állapotáról hordoznak információkat.

Így az űrbiológia módszereit magas fokú automatizáltság jellemzi, és szorosan kapcsolódnak a rádióelektronikához és az elektrotechnikához, a rádiótelemetriához és a számítástechnikához. Mindezeket a kutatónak ismernie kell technikai eszközökkel, és emellett szüksége van a különféle biológiai folyamatok mechanizmusainak mélyreható ismeretére.

Milyen kihívások előtt áll az űrbiológia? Ezek közül a legfontosabb három: 1. Az űrrepülési feltételek és az űrtényezők hatásának vizsgálata a Föld élő szervezeteire. 2. Az életfenntartás biológiai alapjainak vizsgálata űrrepülési körülmények között, földönkívüli és bolygói állomásokon. 3. Élőanyag és szerves anyagok keresése a világtérben, valamint a földönkívüli élet jellemzőinek és formáinak vizsgálata. Beszéljünk mindegyikről.