Prostor biologije. Modernim metodama bioloških istraživanja

Nauka Biology uključuje mnogo različitih sekcija velikih i malih podružnica nauka. A svaki od njih je važno ne samo u ljudskom životu, ali i za cijelu planetu.

Drugog veka u nizu ljudi pokušavaju da uče ne samo raznolikost života na Zemlji u svim njegovim oblicima, ali i da se utvrdi da li postoji život izvan planete, kosmičkog prostranstva. Ovo pitanje je posebna nauka - prostor biologije. Na njemu će se raspravljati u ovom pregledu.

odjeljak bioloških nauka - prostor biologije

Ova nauka je relativno mlad, ali vrlo intenzivno razvija. Glavne aspekte studije su:

1. Faktori svemira i njihov utjecaj na organizme živa bića, vitalne funkcije svih živih sistema u prostoru ili u avionu.
2. Razvoj života na našoj planeti, uz učešće kosmosa, evolucija živih sistema i vjerojatnost postojanja biomase izvan naše planete.
3. Mogućnost izgradnje zatvorenog sistema i stvaraju u njima stvarnim uvjetima života za ugodan razvoj i rast organizama u svemiru.

Prostor medicini i biologiji su usko povezani međusobno nauke, da se ispita zajednički pitanja fizioloških stanja živih bića u kosmosu, njihovo razmnožavanje u međuplanetarnog prostora i evolucije.

Kroz istraživanje ovih disciplina je postalo moguće odabrati optimalne uvjete za ljude u prostoru, a ne izaziva nikakve štete po zdravlje. Bogatstvo materijala na prisustvo života u svemiru, mogućnosti biljaka i životinja (jednoćelijski, višećelijskog) žive i rastu u nultoj gravitaciji.

Video: Metode proučavanja biologije

Istorija nauke

Roots Space Biologija datira još iz davnih vremena, kada su filozofi i mislioci - Aristotel prirodnjaka, Heraklit, Platon, i drugi - gledao zvijezde, pokušavajući identificirati odnos Mjeseca i Sunca do Zemlje, da shvate uzroke njihovog utjecaja na poljoprivredno zemljište i životinje.

Kasnije, u srednjem vijeku, bilo je pokušaja da se utvrdi oblik Zemlje i objašnjenje njegove rotacije. Dugo vremena na raspravi bila teorija, koju je Ptolomej. Ona je rekla da je zemlja - je Centar svemira, i svih drugih planeta i nebeskih tijela kreću oko njega (Geocentrični sistem).

Ali tu je još jedan znanstvenik, Poljak Nikola Kopernik, koji je dokazao zabludu ovih tvrdnji i ponudio svoje, heliocentrični struktura svijeta sistema u samom centru - sunce i sve planete kreću oko. U isto vrijeme na suncu - i zvijezda. Svoje stavove podržali su sljedbenici Giordano Bruno, Newton, Kepler, Galileo.

Međutim, to je kosmički biologiju kao znanost pojavio mnogo kasnije. Samo u ruski naučnik XX veka Konstantin Tsiolkovsky razvio sistem koji omogućava ljudima da prodre u dubine svemira i uče ih polako. On se smatra ocem ove nauke. 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 omogućava ljudima da isto dugo planirani odlazaka u prostoru, moguće utvrditi specifične medicinske i biološke sigurnosti opravdanost i utjecaj off-planete uslove formulirao Ciolkovski. Koja je bila njihova svrha?

1. Naučnici su dobili teorijske osnove efekata bestežinskog stanja na sisara organizme.
2. On je po uzoru na nekoliko načina da se stvore uslovi prostora u laboratoriju.
3. Astronauti predložene opcije za nabavku hrane i vode putem promet bilja i materijala.

Dakle, Ciolkovski sve osnovne principe astronautike položeni su koje su danas nisu izgubili relevantnost.

bestežinsko stanje

Moderni biološka istraživanja ispituje utjecaj dinamičkih faktora na ljudski organizam u uvjetima prostora omogućavaju maksimalnu da spasi astronaute od negativnih utjecaja tih istih faktora.

Postoje tri glavne dinamičke karakteristike:

• vibracija;
• ubrzanje;
• bestežinskom stanju.

Najneobičnijih i važne za akciju na ljudski organizam je bestežinskom. To je stanje u kojem je sila gravitacije nestaje, a ne zamijeniti drugim inercijalni efekte. U tom slučaju, osoba gubi sposobnost da kontroliše položaj tijela u prostoru. Takvo stanje počinje u nižim slojevima prostora i čuva u svim svojim prostorom.

Biomedicinska istraživanja su pokazala da je u bestežinskom stanju sljedeće promjene se javljaju u ljudskom tijelu:

1. Ubrzava rad srca.
2. Mišići se opuštaju (ton).
3. Smanjena radne sposobnosti.
4. Moguće prostorne halucinacije.

Čovjek u bestežinskom stanju da bude i do 86 dana bez štete po zdravlje. Ovo je empirijski dokazano i potvrđeno sa medicinskog aspekta. Međutim, jedan od problema prostora biologije i danas medicine je razvoj kompleksa za prevenciju efekata bestežinskog stanja na ljudski organizam u cjelini mjera, eliminirati umor, poboljšati i održati normalan rad.

Postoji veliki broj uslova koji su u skladu s astronautima prevazilaženja bestežinskom stanju, i zadrži kontrolu nad telom:

• dizajn aviona pridržava potrebne standarde sigurnosti za putnike;
• astronauti uvijek pažljivo pričvrsti na svoja mjesta kako bi se izbjeglo nepredviđenih let up;
• sve stavke na brodu imaju dobro definirane mjesto i osiguran pravilno kako bi se izbjegle traumatskim situacijama;
• tečnosti se čuvaju u zatvorenim, hermetički pakirani kontejnera.

  

Da bi se postigli dobre rezultate u savladavanju bestežinskom stanju, astronauti su obučeni u svijetu. Ali, nažalost, moderna naučno-istraživački rad ne dozvoljavaju da stvori takve uvjete u laboratoriju. Na našoj planeti, da prevaziđemo sila gravitacije nije moguće. To je ujedno i jedan od zadataka za budućnost aeronautike i medicinske biologije.

Zagušenja u prostoru (ubrzanje)

Još jedan važan faktor koji utiče na ljudsko biće u svemiru, su ubrzavanja ili preopterećenja. Suština ovih faktora se svodi na preraspodjelu nejednake opterećenja na tijelo tokom jake pokrete u brzine prostoru. Postoje dvije glavne vrste ubrzanja:

Video: Metode istraživanja u biologiju

• kratak;
• dugo.

Kao život znanosti, i ubrzanje je vrlo važno u utiču na fiziološko stanje organizma astronaut.

Tako je, na primjer, djelovanjem kratkih ubrzanja (traju manje od 1 sekunde) može doći do nepovratne promjene u organizmu na molekularnom nivou. Isto tako, ako vlasti nisu obučeni dovoljno slab, postoji rizik od rupture membrana. Takve izloženosti može se provoditi uz kapsulu pretinac s astronaut u svemiru, sa svojim izbacivanjem ili slijetanje svemirskog broda u orbiti.

Stoga je vrlo važno da su astronauti prošla temeljitu medicinskom pregledu i specifična fizička priprema prije leta u svemir.

Dugog djelovanja ubrzanje javlja na rakete početku i slijetanje, kao i tokom leta, u nekim mjestima prostoru kosmosa. Akciju takvih ubrzanja na tijelu podataka koje pružaju naučne medicinske studije, kako slijedi:

• ubrzava rad srca i puls;
• ubrzanoj dah;
• posmatrali pojavu mučnine i slabosti, blijedo kože;
• On pati vizija pred očima pojaviti crvene ili crne film;
• Možda je osjećaj boli u zglobovima, udova;
• tonus mišićnog tkiva pada;
• neuro-humoralni regulacije promjena;
• To postaje različitih razmene gasova u plućima i tijelu kao cjelini;
• može uzrokovati znojenje.

Preopterećenja i bestežinskom prisiljeni medicinskim istraživačima da dođu do različite načine. omogućava da se prilagode, da treniram astronauti da izdrži efekte ovih faktora, bez posljedica za zdravlje i bez gubitka efikasnosti.

Jedan od najefikasnijih načina da se ubrza obuku astronauta - centrifuga uređaja. Ovo je mjesto gdje možete promatrati promjene koje se dešavaju u tijelu djelovanjem preopterećenja. Takođe vam omogućava da trenira i da se prilagode efekte ovog faktora.

Svemirski let i medicine

Leti u svemir, naravno, imaju veliki utjecaj na zdravlje ljudi, posebno u neobučeno ili hroničnih bolesti. Dakle, važan aspekt medicinskih istraživanja su sve detalje leta, sve reakcije organizma na različite efekte i neverovatan van planete snaga.

Zero-G leta čini moderne medicine i biologije da izmisle i artikulacije (u isto vrijeme da se izvrši, naravno), niz mjera kako bi se osiguralo astronauti pravilnu ishranu, odmor, dotok kisika, održava efikasnost i tako dalje.

Osim toga, medicina je osmišljen kako bi se osiguralo astronauti pristojan pomoć u slučaju nužde, vanredne situacije, kao i zaštitu od efekata nepoznate snage drugih planeta i prostor. Teško je, zahtijeva puno vremena i truda, veliki teorijske osnove, koristeći najnovije modernu opremu i lijekove.

Osim toga, medicina rangu sa fizike i biologije ima zadatak da štiti astronaute od fizičkog faktora uvjeta prostora, kao što su:

• temperatura;
• zračenja;
• pritisak;
• meteoriti.

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

metode istraživanja u biologiji

Prostor biologije, kao i svaka druga biološka nauka, ima određeni skup metoda za studije, teorijski materijal akumulira i provjeriti njegove praktične zaključke. Ove metode su vremena ne ostaju nepromijenjeni, prolaze kroz obnovu i modernizaciju u skladu sa važećim vremena. Međutim, istorijski tehnike biologije i dalje relevantan do današnjih dana. Oni uključuju:

1. Zapažanje.
2. Eksperiment.
3. Istorijska analiza.
4. Opis.
5. Usporedi.

Ove metode biološke baze istraživanja, struja u svakom trenutku. Ali postoji nekoliko drugih koje su nastale sa razvojem nauke i tehnologije, elektronski fizike i molekularne biologije. Oni su ti koji su pozvani da datum i igrati najveći ulogu u proučavanju bioloških, kemijskih, medicinske i fiziološke procese.

moderne metode

1. Metode genetskog inženjeringa i bioinformatike. Ovdje se odnosi agrobacterial i balističke transformacije, PCR (lančana reakcija polimeraze). Uloga biološka ispitivanja takav plan je velika, jer nam omogućavaju da pronađu rješenja za probleme ishrane i saturacija raketnih bacača i kabine za ugodan stanje kosmonauta.
2. Metode proteina hemije i histohemiji. Oni vam omogućavaju da kontrolišete proteina i enzima u živim sistemima.
3. Koristeći fluorescentne mikroskopije, SuperResolution mikroskopija.
4. Korištenje molekularne biologije i biokemije i njihove istraživačke metode.
5. biotelemetry - metoda koja je rezultat kombiniranja rada inženjera i liječnika biobased. To vam omogućuje kontrolu svih fiziološki važne funkcije organizma na daljinu putem ljudskog tijela radio komunikacije i kompjuterski matičara. Prostor biologije koristi ovu metodu kao osnovu za praćenje efekata stanja prostora na astronaute organizme.
6. Biološki pokazatelj međuplanetarnog prostora. Vrlo važan način prostora biologije, što omogućava da se proceni stanje međuplanetarnog medij, da dobiju informacije o karakteristikama različitih planeta. Osnova je tu korištenje životinja sa ugrađenim senzorima. Taj test životinja (miševi, psi, majmuni) izvuku informacije iz orbite Zemlje koje se koriste naučnici za analizu i zaključke.

Moderne metode bioloških istraživanja mogu riješiti ne samo problem naprednih prostora biologije, ali i univerzalna.

Problemi Space Biologija

Sve ove metode biomedicinskih istraživanja, na žalost, još uvijek ne mogu riješiti sve probleme prostora biologije. Postoji veliki broj aktuelnih pitanja koja su od vitalnog značaja za ovaj dan. Glavni problemi s kojima se suočavaju prostor medicine i biologije.

1. Izbor obučeno osoblje za let u svemir, zdravstveno stanje koje bi mogle zadovoljiti sve zahtjeve lekara (uključujući će omogućiti astronautima da izdrže teške obuke i obuke za let).
2. A pristojan nivo obuke i dostaviti svu radnog prostora posade.
3. Osiguranje sigurnosti svih parametara (uključujući i one iz nepoznatih ili stranog faktora utjecaja od drugih planeta) koji rade brodova i aviakonstruktsiyam.
4. Psihofiziološki rehabilitaciju astronauti vraćaju na Zemlju.
5. Razvoj načine za zaštitu astronauta kosmički brod zračenjem.
6. Osiguravanje normalne uslove za život u kabinama na letovima u svemir.
7. Razvoj i primjena kompjuterske tehnologije u modernizovani prostoru medicine.
8. Implementacija prostora telemedicine i biotehnologije. Koristeći metode tih nauka.
9. Odluka medicinskih i bioloških problema za udoban let astronauta na Mars i druge planete.
10. Sinteza farmakoloških agenata koji će riješiti problem opreme kisika u prostoru.

Razvijen, poboljšana i integriran u primjeni metoda biomedicinskih istraživanja će se baviti sve potrebne zadatke i izazove. Međutim, kada je - složeno pitanje, i prilično nepredvidiva.

Treba napomenuti da je rješenje na sva ova pitanja ne samo ruski naučnici, ali naučnog veća od svih zemalja svijeta. I to je veliki plus. Nakon zajedničkog istraživanja i potraga će nesrazmjerno brzo i pozitivno. Zatvori međunarodnu saradnju u rješavanju problema prostora - ključ uspjeha u razvoju off-planete prostora.

Nedavni napredak

Takve dostignuća mnogi. Na kraju krajeva, što omogućuje intenzivan rad koji se obavlja svakodnevno, temeljito i mukotrpnog da sve više i više novih materijala, izvući zaključke i formulirati hipoteze.

Jedan od najvažnijih otkrića u kosmologiji XXI stoljeća bilo je otkriće vode na Marsu. Ovo odmah je dovela do rođenja desetine hipoteza o prisustvu ili odsustvu života na planeti, mogućnost preseljenja Zemljani na Marsu, i tako dalje.

Još jedna otkriće bilo da su naučnici su identifikovali uzrasta u okviru kojeg je osoba što ugodniji i bez ozbiljne posljedice mogu biti u prostoru. Ovo počinje od dobi od 45 godina, a završava oko 55-60 godina. Mladi ljudi koji idu u svemir, izuzetno pate psihički i fiziološki po povratku na Zemlju, to je teško prilagoditi i preurediti.

Vode na Mjesecu je otkrivena (2009). žive i velike količine srebra su također naći na Zemljinu satelitu.

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

Naučna istraživanja su pokazala da duži boravak u svemiru ne nameće trag o stanju fizičkog zdravlja astronauta. Međutim, problemi ostaju u psihološkom smislu.

Bilo je studije koje pokazuju da više biljke različito reaguju na prisustvo u kosmičkom prostranstvu. Sjeme neke biljke u studiji nije pokazao genetske promjene. Drugima, s druge strane, pokazala je očigledan pritisak na molekularnom nivou.

Eksperimenti sprovedeno na ćelije i tkiva živih organizama (sisari) dokazati da je prostor ne utječe na normalno stanje i funkcioniranje ovih tijela.

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

U laboratoriju, ona je ponovo napravljen umjetni sistem koji vam omogućava da se što bliže stanju bestežinskog i tako istražiti sve aspekte efekte ovog stanja na organizam. To je omogućilo da, zauzvrat, razviti niz preventivnih mjera za sprečavanje utjecaja ovog faktora u ljudskom letu u nultoj gravitaciji.

Rezultati egzobiolog postala dokaz o prisustvu organskih sistema je Zemljine biosfere. Dok je postalo moguće samo teoretska formulacija ovih pretpostavki, ali je ubrzo naučnici planiraju proizvesti i praktične dokaze.

Kroz istraživanje biolozi, fizičari, liječnici, ekolozi i kemičari su identifikovali duboko mehanizmi djelovanja ljudi na biosferu. Da bi se postigao ovaj je omogućeno kroz stvaranje vještačkih ekosistema na planeti i da ih pruža isti učinak, kao što je na Zemlji.

Video: metode istraživanja u biologiji. Biologije lekciju.

To nije sve dostignuća prostora biologije, kosmologija i medicine danas, ali samo glavne one. Postoji veliki potencijal, čija implementacija je zadatak ovih nauka za budućnost.

Život u svemiru

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

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

Koja je od hipoteza je ispravna - to je do svakog pojedinca. Dokazi i replike, kao i za jedan, a drugi je dovoljno.