Presentasjon om biologiens rolle i romutforskning. Medisinsk og biologisk forskning i rommet Livet i rommet

Vitenskapen om biologi inkluderer mange forskjellige seksjoner, store og små bivitenskaper. Og hver av dem er viktig ikke bare i menneskelivet, men også for hele planeten som helhet.

For andre århundre på rad prøver folk å studere ikke bare det jordiske mangfoldet av liv i alle dets manifestasjoner, men også å finne ut om det er liv utenfor planeten, i verdensrommet. Disse spørsmålene behandles av en spesiell vitenskap - rombiologi. Dette vil bli diskutert i vår anmeldelse.

Kapittel

Denne vitenskapen er relativt ung, men svært intensivt utviklende. Hovedaspektene ved studien er:

1. Faktorer av det ytre rom og deres innflytelse på organismene til levende vesener, den vitale aktiviteten til alle levende systemer i verdensrommet eller fly.
2. Utviklingen av liv på planeten vår med deltagelse av verdensrommet, utviklingen av levende systemer og sannsynligheten for eksistensen av biomasse utenfor planetens grenser.
3. Mulighet for å bygge lukkede systemer og skape reelle leveforhold i dem for komfortabel utvikling og vekst av organismer i det ytre rom.

Rommedisin og biologi er nært beslektede vitenskaper som i fellesskap studerer den fysiologiske tilstanden til levende vesener i rommet, deres utbredelse i interplanetariske rom og evolusjon.

Takket være forskningen til disse vitenskapene har det blitt mulig å velge optimale forhold for mennesker å oppholde seg i verdensrommet, uten å skade helsen. Det er samlet inn en enorm mengde materiale om tilstedeværelsen av liv i rommet, evnene til planter og dyr (encellede, flercellede) til å leve og utvikle seg i vektløshet.

Historien om vitenskapens utvikling

Røttene til rombiologi går tilbake til eldgamle tider, da filosofer og tenkere - naturforskerne Aristoteles, Heraclitus, Platon og andre - observerte stjernehimmelen og prøvde å identifisere forholdet mellom månen og solen med jorden, for å forstå årsakene til deres innflytelse på jordbruksareal og dyr.

Senere, i middelalderen, begynte forsøk på å bestemme jordens form og forklare rotasjonen. I lang tid ble teorien skapt av Ptolemaios hørt. Hun sa at Jorden er og alle andre planeter og himmellegemer beveger seg rundt den

Imidlertid var det en annen vitenskapsmann, polakken Nicolaus Copernicus, som beviste feilen i disse utsagnene og foreslo sitt eget heliosentriske system for verdens struktur: i sentrum er solen, og alle planetene beveger seg rundt. Dessuten er solen også en stjerne. Hans synspunkter ble støttet av tilhengerne av Giordano Bruno, Newton, Kepler og Galileo.

Det var imidlertid rombiologi som vitenskap som dukket opp mye senere. Først på 1900-tallet utviklet den russiske forskeren Konstantin Eduardovich Tsiolkovsky et system som lar folk trenge inn i dypet av verdensrommet og sakte studere dem. Han regnes med rette som faren til denne vitenskapen. En stor rolle i utviklingen av kosmobiologi ble også spilt av oppdagelser innen fysikk og astrofysikk, kvantekjemi og mekanikk av Einstein, Bohr, Planck, Landau, Fermi, Kapitsa, Bogolyubov og andre.

Ny vitenskapelig forskning, som tillot folk å foreta lenge planlagte flyreiser ut i verdensrommet, gjorde det mulig å identifisere spesifikke medisinske og biologiske begrunnelser for sikkerheten og påvirkningen av ekstraplanetære forhold, som ble formulert av Tsiolkovsky. Hva var essensen deres?

1. Forskere fikk en teoretisk begrunnelse for effekten av vektløshet på pattedyr.
2. Han simulerte flere alternativer for å skape romforhold i laboratoriet.
3. Han foreslo alternativer for astronauter for å skaffe mat og vann ved hjelp av planter og stoffets syklus.

Dermed var det Tsiolkovsky som la ned alle de grunnleggende postulatene til astronautikk, som ikke har mistet sin relevans i dag.

Vektløshet

Moderne biologisk forskning innen feltet for å studere påvirkningen av dynamiske faktorer på menneskekroppen i rommet gjør det mulig å avlaste astronauter så mye som mulig fra den negative påvirkningen av disse samme faktorene.

Det er tre hoveddynamiske egenskaper:

• vibrasjon;
• akselerasjon;
• vektløshet.

Den mest uvanlige og viktige effekten på menneskekroppen er vektløshet. Dette er en tilstand der tyngdekraften forsvinner og ikke erstattes av andre treghetspåvirkninger. I dette tilfellet mister personen fullstendig evnen til å kontrollere kroppens posisjon i rommet. Denne tilstanden begynner allerede i de nedre lagene av rommet og vedvarer gjennom hele rommet.

Medisinske og biologiske studier har vist at i en tilstand av vektløshet skjer følgende endringer i menneskekroppen:

1. Hjertefrekvensen øker.
2. Musklene slapper av (tonen går bort).
3. Ytelsen synker.
4. Romlige hallusinasjoner er mulige.

En person kan holde seg i null tyngdekraft i opptil 86 dager uten å skade helsen. Dette er eksperimentelt bevist og medisinsk bekreftet. Imidlertid er en av oppgavene til rombiologi og medisin i dag å utvikle et sett med tiltak for å forhindre påvirkning av vektløshet på menneskekroppen generelt, eliminere tretthet, øke og konsolidere normal ytelse.

Det er en rekke forhold som astronauter observerer for å overvinne vektløshet og opprettholde kontroll over kroppen:

For å oppnå gode resultater i å overvinne vektløshet, gjennomgår astronauter grundig opplæring på jorden. Men dessverre tillater moderne teknologi ennå ikke å skape slike forhold i laboratoriet. På vår planet er det ikke mulig å overvinne tyngdekraften. Dette er også en av fremtidens utfordringer for romfart og medisinsk biologi.

Overbelastninger i rommet (akselerasjoner)

En annen viktig faktor som påvirker menneskekroppen i verdensrommet er akselerasjon eller overbelastning. Essensen av disse faktorene kommer ned til ujevn omfordeling av belastningen på kroppen under sterke høyhastighetsbevegelser i rommet. Det er to hovedtyper av akselerasjon:

• kortsiktig;
• langvarig.

Som biomedisinsk forskning viser, er begge akselerasjonene svært viktige for å påvirke den fysiologiske tilstanden til astronautens kropp.

For eksempel, under påvirkning av kortsiktige akselerasjoner (de varer mindre enn 1 sekund), kan det oppstå irreversible endringer i kroppen på molekylært nivå. Dessuten, hvis organene ikke er trent og er svake nok, er det fare for brudd på membranene. Slike støt kan oppstå når en kapsel som inneholder en astronaut skilles ut i verdensrommet, når han kastes ut, eller når et romfartøy lander i bane.

Derfor er det svært viktig at astronauter gjennomgår en grundig medisinsk undersøkelse og viss fysisk trening før de flyr ut i verdensrommet.

Langsiktig akselerasjon oppstår under oppskyting og landing av en rakett, samt under flyging på enkelte romlige steder i rommet. Effekten av slike akselerasjoner på kroppen, ifølge data levert av vitenskapelig medisinsk forskning, er som følger:

• hjerteslag og pulsøkning;
• pusten raskere;
• kvalme og svakhet, blek hud observeres;
• synet lider, en rød eller svart film vises foran øynene;
• det kan være en følelse av smerte i ledd og lemmer;
• muskeltonus reduseres;
• endringer i nevrohumoral regulering;
• gassutveksling i lungene og i kroppen som helhet blir annerledes;
• svette kan forekomme.

Overbelastning og vektløshet tvinger medisinske forskere til å komme opp med ulike metoder. slik at vi kan tilpasse og trene astronauter slik at de kan tåle effekten av disse faktorene uten konsekvenser for helsen og uten tap av ytelse.

En av de mest effektive måtene å trene astronauter for akselerasjon er en sentrifugemaskin. Det er i det du kan observere alle endringene som skjer i kroppen under påvirkning av overbelastning. Det lar deg også trene og tilpasse deg påvirkningen av denne faktoren.

Romflukt og medisin

Flyreiser til verdensrommet har selvfølgelig en veldig stor innvirkning på helsen til mennesker, spesielt de som er utrente eller har kroniske sykdommer. Derfor er et viktig aspekt medisinsk forskning på alle vanskelighetene ved flukt, alle kroppens reaksjoner på de mest mangfoldige og utrolige påvirkningene fra ekstraplanetære krefter.

Flyvning i null tyngdekraft tvinger moderne medisin og biologi til å finne opp og formulere (og samtidig implementere, selvfølgelig) et sett med tiltak for å gi astronauter normal ernæring, hvile, oksygentilførsel, bevaring av arbeidskapasitet, og så videre.

I tillegg er medisinen designet for å gi astronauter anstendig hjelp i tilfelle uforutsette nødsituasjoner, samt beskyttelse mot påvirkning fra ukjente styrker fra andre planeter og rom. Dette er ganske vanskelig, det krever mye tid og krefter, en stor teoretisk base og bruk av kun det nyeste moderne utstyret og medisiner.

I tillegg har medisin, sammen med fysikk og biologi, som oppgave å beskytte astronauter mot de fysiske faktorene i romforholdene, som:

• temperatur;
• stråling;
• press;
• meteoritter.

Derfor er studiet av alle disse faktorene og funksjonene veldig viktig.

i biologi

Rombiologi, som enhver annen biologisk vitenskap, har et visst sett med metoder som lar den utføre forskning, akkumulere teoretisk materiale og bekrefte det med praktiske konklusjoner. Disse metodene forblir ikke uendret over tid, men er gjenstand for oppdateringer og modernisering i henhold til gjeldende tider. Imidlertid er historisk etablerte metoder for biologi fortsatt relevante den dag i dag. Disse inkluderer:

1. Observasjon.
2. Eksperiment.
3. Historisk analyse.
4. Beskrivelse.
5. Sammenligning.

Disse metodene for biologisk forskning er grunnleggende og relevante til enhver tid. Men det er en rekke andre som oppsto med utviklingen av vitenskap og teknologi, elektronisk fysikk og molekylærbiologi. De kalles moderne og spiller den største rollen i studiet av alle biologiske, kjemiske, medisinske og fysiologiske prosesser.

Moderne metoder

1. Metoder for genteknologi og bioinformatikk. Dette inkluderer agrobakteriell og ballistisk transformasjon, PCR (polymerasekjedereaksjoner). Rollen til biologisk forskning av denne typen er stor, siden det er de som gjør det mulig å finne løsninger på problemet med ernæring og oksygenmetning og hytter for den komfortable tilstanden til astronauter.
2. Metoder for proteinkjemi og histokjemi. Lar deg kontrollere proteiner og enzymer i levende systemer.
3. Ved hjelp av fluorescensmikroskopi, superoppløsningsmikroskopi.
4. Bruk av molekylærbiologi og biokjemi og deres forskningsmetoder.
5. Biotelemetri- en metode som er et resultat av en kombinasjon av ingeniørers og legers arbeid på biologisk grunnlag. Den lar deg kontrollere alle fysiologisk viktige funksjoner i kroppen på avstand ved hjelp av radiokommunikasjonskanaler mellom menneskekroppen og en dataopptaker. Rombiologi bruker denne metoden som den viktigste metoden for å overvåke virkningene av romforhold på organismene til astronauter.
6. Biologisk indikasjon på interplanetarisk rom. En veldig viktig metode for rombiologi, som lar en vurdere de interplanetære tilstandene i miljøet og få informasjon om egenskapene til forskjellige planeter. Grunnlaget her er bruk av dyr med innebygde sensorer. Det er forsøksdyrene (mus, hunder, aper) som henter informasjon fra baner, som brukes av jordiske forskere til analyser og konklusjoner.

Moderne metoder for biologisk forskning gjør det mulig å løse avanserte problemer ikke bare innen rombiologi, men også universelle.

Problemer med rombiologi

Alle de listede metodene for medisinsk og biologisk forskning har dessverre ennå ikke vært i stand til å løse alle problemene med rombiologi. Det er en rekke presserende saker som fortsatt er presserende frem til i dag. La oss vurdere hovedproblemene som rommedisin og biologi står overfor.

1. Valg av trent personell for romfart, hvis helsetilstand kan tilfredsstille alle medisinske krav (inkludert å la astronauter tåle streng trening og trening for flyreiser).
2. Et anstendig nivå av opplæring og tilførsel av rombesetningsarbeidere med alt nødvendig.
3. Sikre sikkerhet i alle henseender (inkludert fra ukjente eller fremmede påvirkningsfaktorer fra andre planeter) for arbeidsskip og flystrukturer.
4. Psykofysiologisk rehabilitering av astronauter ved retur til jorden.
5. Utvikling av måter å beskytte astronauter og fra
6. Sikre normale boforhold i lugarer under romfart.
7. Utvikling og anvendelse av moderniserte datateknologier innen rommedisin.
8. Introduksjon av romtelemedisin og bioteknologi. Ved å bruke metodene til disse vitenskapene.
9. Løse medisinske og biologiske problemer for komfortable flyreiser for astronauter til Mars og andre planeter.
10. Syntese av farmakologiske midler som vil løse problemet med oksygentilførsel i rommet.

Utviklede, forbedrede og omfattende anvendte metoder for biomedisinsk forskning vil absolutt tillate å løse alle tildelte oppgaver og eksisterende problemer. Når dette vil skje er imidlertid et komplekst og ganske uforutsigbart spørsmål.

Det skal bemerkes at alle disse problemene ikke bare tas opp av russiske forskere, men også av det vitenskapelige rådet i alle land i verden. Og dette er et stort pluss. Tross alt vil felles forskning og søk gi et uforholdsmessig større og raskere positivt resultat. Nært globalt samarbeid for å løse romproblemer er nøkkelen til suksess i utforskningen av ekstraplanetarisk rom.

Moderne prestasjoner

Det er mange slike prestasjoner. Tross alt utføres det intensivt, grundig og møysommelig arbeid hver dag, som lar oss finne stadig flere nye materialer, trekke konklusjoner og formulere hypoteser.

En av de viktigste oppdagelsene i det 21. århundre innen kosmologi var oppdagelsen av vann på Mars. Dette ga umiddelbart opphav til dusinvis av hypoteser om tilstedeværelse eller fravær av liv på planeten, om muligheten for at jordboere flytter til Mars, og så videre.

En annen oppdagelse var at forskere har bestemt aldersområdet som en person kan være i verdensrommet så komfortabelt som mulig og uten alvorlige konsekvenser. Denne alderen starter fra 45 år og slutter ved omtrent 55-60 år. Unge mennesker som går ut i verdensrommet lider ekstremt psykisk og fysiologisk når de kommer tilbake til jorden, og har vanskeligheter med å tilpasse seg og bygge seg opp igjen.

Vann ble også oppdaget på månen (2009). Kvikksølv og store mengder sølv ble også funnet på jordens satellitt.

Biologiske forskningsmetoder, samt tekniske og fysiske indikatorer, lar oss trygt konkludere med at effekten av ionestråling og bestråling i rommet er ufarlig (i hvert fall ikke mer skadelig enn på jorden).

Vitenskapelig forskning har vist at et langt opphold i verdensrommet ikke setter spor i den fysiske helsen til astronauter. Men problemene forblir psykologisk.

Det er utført studier som viser at høyere planter reagerer annerledes på å være i verdensrommet. Frøene til noen planter viste ingen genetiske endringer under studien. Andre, tvert imot, viste åpenbare deformasjoner på molekylært nivå.

Eksperimenter utført på celler og vev fra levende organismer (pattedyr) har vist at rommet ikke påvirker den normale tilstanden og funksjonen til disse organene.

Ulike typer medisinske studier (tomografi, MR, blod- og urinprøver, kardiogram, computertomografi og så videre) førte til konklusjonen at de fysiologiske, biokjemiske, morfologiske egenskapene til menneskelige celler forblir uendret under et opphold i rom på opptil 86 dager.

Under laboratorieforhold ble et kunstig system gjenskapt som lar en komme så nært som mulig til tilstanden vektløshet og dermed studere alle aspekter av denne tilstandens innflytelse på kroppen. Dette gjorde det igjen mulig å utvikle en rekke forebyggende tiltak for å forhindre virkningene av denne faktoren under menneskelig flukt i null tyngdekraft.

Resultatene av exobiologi inkluderte data som indikerer tilstedeværelsen av organiske systemer utenfor jordens biosfære. Så langt har bare den teoretiske formuleringen av disse antakelsene blitt mulig, men snart planlegger forskere å skaffe praktiske bevis.

Takket være forskning utført av biologer, fysikere, leger, økologer og kjemikere, har dype mekanismer for menneskelig påvirkning på biosfæren blitt identifisert. Dette ble mulig ved å skape kunstige økosystemer utenfor planeten og utøve samme innflytelse på dem som på jorden.

Dette er ikke alle prestasjonene til rombiologi, kosmologi og medisin i dag, men bare de viktigste. Det er et stort potensial, hvis implementering er oppgaven til de listede vitenskapene for fremtiden.

Livet i verdensrommet

I følge moderne ideer kan liv i rommet eksistere, siden nyere funn bekrefter tilstedeværelsen på noen planeter av passende forhold for fremveksten og utviklingen av liv. Men forskernes meninger om dette problemet er delt inn i to kategorier:

• det er ikke noe liv andre steder enn Jorden, det har aldri vært og vil aldri være;
• Det er liv i de enorme vidder av verdensrommet, men folk har ennå ikke oppdaget det.

Hvilken hypotese som er riktig er opp til hver enkelt å avgjøre. Det er nok bevis og tilbakevisning for begge.

Send ditt gode arbeid i kunnskapsbasen er enkelt. Bruk skjemaet nedenfor

Studenter, hovedfagsstudenter, unge forskere som bruker kunnskapsbasen i studiene og arbeidet vil være deg veldig takknemlig.

Lignende dokumenter

Generelle kjennetegn ved vitenskapen om biologi. Stadier av utvikling av biologi. Oppdagelse av de grunnleggende lovene for arv. Celleteori, arvelighetslover, prestasjoner innen biokjemi, biofysikk og molekylærbiologi. Spørsmål om funksjonene til levende materie.

test, lagt til 25.02.2012


Metodikk for moderne biologi. Biologiens filosofiske og metodiske problemer. Stadier av transformasjon av ideer om biologiens plass og rolle i systemet for vitenskapelig kunnskap. Begrepet biologisk virkelighet. Rollen til filosofisk refleksjon i utviklingen av livsvitenskapene.

sammendrag, lagt til 30.01.2010


Opprinnelsen til biologi som vitenskap. Ideer, prinsipper og begreper om biologi på 1700-tallet. Godkjenning av Charles Darwins evolusjonsteori og dannelsen av arvelighetslæren. Evolusjonære syn på Lamarck, Darwin, Mendel. Evolusjon av polygene systemer og genetisk drift.

kursarbeid, lagt til 01.07.2011


Visualiseringens innflytelse på kvaliteten på elevenes kunnskapsinnhenting i biologi på alle stadier av leksjonen. Historien om fremveksten av begrepet "synlighet" som et didaktisk prinsipp for undervisning. Klassifisering av visuelle hjelpemidler i biologi og metoder for deres bruk i timene.

kursarbeid, lagt til 05.03.2009


Teoretisk grunnlag, fag, objekt og biologiens lover. Essensen, analysen og beviset på aksiomene til teoretisk biologi, generalisert av B.M. Mednikov og karakteriserer liv og ikke-liv som skiller seg fra det. Funksjoner ved den genetiske teorien om utvikling.

sammendrag, lagt til 28.05.2010


Konseptet med forstørrelsesinstrumenter (forstørrelsesglass, mikroskop), deres formål og design. De viktigste funksjonelle, strukturelle og teknologiske delene av et moderne mikroskop brukt i biologitimer. Gjennomføre laboratoriearbeid i biologitimer.

kursarbeid, lagt til 18.02.2011


En studie av biografien og det vitenskapelige arbeidet til Charles Darwin, grunnleggeren av evolusjonsbiologien. Begrunnelse av hypotesen om menneskelig opprinnelse fra en apelignende stamfar. Grunnleggende bestemmelser for evolusjonær undervisning. Omfanget av naturlig utvalg.

presentasjon, lagt til 26.11.2016


Bruk av alger i verdensrommet. Negative sider. Vitenskapen som omhandler problemer med biologi i rommet kalles rombiologi. Et av problemene er bruken av alger til fordel for menneskeheten i erobringen av verdensrommet.

Lysbilde 1

For å forstå biologiens rolle i romforskningen, må vi vende oss til rombiologien Rombiologi er et kompleks av overveiende biologiske vitenskaper som studerer: 1) trekk ved livet til terrestriske organismer i verdensrommet og under flyvninger på romfartøy 2) prinsipper for å konstruere biologiske støttesystemer livsaktiviteter til besetningsmedlemmer på romskip og stasjoner 3) utenomjordiske livsformer.

Lysbilde 2


Rombiologi er en syntetisk vitenskap som har samlet prestasjonene til ulike grener av biologi, luftfartsmedisin, astronomi, geofysikk, radioelektronikk og mange andre vitenskaper til en helhet og skapt sine egne forskningsmetoder på grunnlag av disse. Det arbeides med rombiologi på ulike typer levende organismer, fra virus til pattedyr.

Lysbilde 3


Rombiologiens primære oppgave er å studere påvirkningen av romfluktfaktorer (akselerasjon, vibrasjon, vektløshet, endret gassmiljø, begrenset mobilitet og fullstendig isolasjon i lukkede forseglede volumer, etc.) og det ytre rom (vakuum, stråling, redusert magnetfelt styrke osv.). Forskning i rombiologi utføres i laboratorieeksperimenter som i en eller annen grad reproduserer påvirkningen fra individuelle faktorer for romflukt og verdensrommet. Imidlertid er de mest betydningsfulle flybiologiske eksperimenter, der det er mulig å studere påvirkningen av et kompleks av uvanlige miljøfaktorer på en levende organisme.

Lysbilde 4


Marsvin, mus, hunder, høyere planter og alger (chlorella), ulike mikroorganismer, plantefrø, isolerte menneske- og kaninvevskulturer og andre biologiske objekter ble sendt på flyvninger på kunstige jordsatellitter og romskip.

Lysbilde 5


I områdene der de gikk inn i bane, viste dyrene en akselerasjon i hjertefrekvens og respirasjon, som gradvis forsvant etter at romfartøyet gikk over til baneflyvning. Den viktigste umiddelbare effekten av akselerasjon er endringer i lungeventilasjon og omfordeling av blod i karsystemet, inkludert i lungesirkulasjonen, samt endringer i refleksreguleringen av blodsirkulasjonen. Normalisering av pulsen etter eksponering for akselerasjoner i null tyngdekraft skjer mye langsommere enn etter tester i en sentrifuge under jordforhold. Både gjennomsnitts- og absoluttverdiene av pulsfrekvensen i null tyngdekraft var lavere enn i de tilsvarende simuleringseksperimentene på jorden, og var preget av uttalte svingninger. Analyse av motoraktiviteten til hunder viste en ganske rask tilpasning til uvanlige forhold med vektløshet og gjenoppretting av evnen til å koordinere bevegelser. De samme resultatene ble oppnådd i forsøk på aper. Studier av betingede reflekser hos rotter og marsvin etter deres retur fra romflukt har vist at det ikke er noen endringer sammenlignet med eksperimenter før flyreisen.

Lysbilde 6


Viktig for den videre utviklingen av den økofysiologiske forskningsretningen var forsøk på den sovjetiske biosatellitten "Cosmos-110" med to hunder om bord og på den amerikanske biosatellitten "Bios-3", om bord som var en ape.I løpet av de 22 dagene flukt ble hunder for første gang utsatt ikke bare for påvirkning uunngåelig iboende faktorer, men også en rekke spesielle påvirkninger (irritasjon av sinusnerven med elektrisk strøm, kompresjon av halspulsårene, etc.), som var ment å avklare funksjonene til nervøs regulering av blodsirkulasjonen i forhold med vektløshet. Blodtrykket i dyr ble registrert direkte. Under apenes flytur på Bios-3-biosatellitten, som varte i 8,5 dager, ble det oppdaget alvorlige endringer i søvn-våkne-sykluser (fragmentering av bevissthetstilstander, raske overganger fra døsighet til våkenhet, en merkbar reduksjon i søvnfaser forbundet med drømmer og dyp søvn), samt forstyrrelse av døgnrytmen til noen fysiologiske prosesser. Dyrets død, som fulgte like etter den tidlige slutten av flyturen, skyldtes, ifølge en rekke eksperter, påvirkningen av vektløshet, som førte til omfordeling av blod i kroppen, tap av væske og forstyrrelse av metabolismen av kalium og natrium.

Lysbilde 7


Genetiske studier utført på orbitale romflyvninger har vist at eksponering for verdensrommet har en stimulerende effekt på tørr løk og nigellafrø. Akselerasjon av celledeling ble oppdaget i frøplanter av erter, mais og hvete. I kulturen av en strålingsresistent rase av actinomycetes (bakterier) var det 6 ganger flere overlevende sporer og utviklende kolonier, mens det i en strålingssensitiv stamme (en ren kultur av virus, bakterier, andre mikroorganismer eller en cellekultur isolert kl. et bestemt tidspunkt og sted) var det en 12-dobling av de tilsvarende indikatorene. Studier etter flyging og analyse av den innhentede informasjonen viste at en langsiktig romflukt ledsages av høyt organiserte pattedyr av utvikling av detraining av det kardiovaskulære systemet, et brudd på vann-saltmetabolismen, spesielt en betydelig reduksjon i kalsium innhold i beinene.

Lysbilde 8


Som et resultat av biologisk forskning utført på høyhøyde og ballistiske missiler, satellitter, satellitter og andre romfartøyer, ble det slått fast at en person kan leve og arbeide under romfartsforhold i relativt lang tid. Det har vist seg at vektløshet reduserer kroppens toleranse for fysisk aktivitet og gjør det vanskelig å omstille seg til forhold med normal (jordisk) tyngdekraft. Et viktig resultat av biologisk forskning i verdensrommet er konstateringen av at vektløshet ikke har mutagen aktivitet, i hvert fall i forhold til gen- og kromosommutasjoner. Ved forberedelse og gjennomføring av ytterligere økofysiologisk og økobiologisk forskning i romflyvninger, vil hovedoppmerksomheten bli viet til å studere påvirkningen av vektløshet på intracellulære prosesser, de biologiske effektene av tunge partikler med stor ladning, den daglige rytmen til fysiologiske og biologiske prosesser, og de kombinerte effektene av en rekke romfluktfaktorer.

Lysbilde 9


Forskning i rombiologi gjorde det mulig å utvikle en rekke beskyttelsestiltak og forberedte muligheten for sikker menneskelig flukt ut i verdensrommet, som ble utført av flyvninger av sovjetiske og deretter amerikanske skip med mennesker om bord.Betydningen av rombiologi tar ingen slutt der. Forskning på dette området vil fortsatt være spesielt nødvendig for å løse en rekke problemstillinger, spesielt for biologisk utforskning av nye romruter. Dette vil kreve utvikling av nye metoder for biotelemetri (en metode for fjernstudie av biologiske fenomener og måling av biologiske indikatorer), etablering av implanterbare enheter for liten telemetri (et sett med teknologier som gjør det mulig å gi fjernmålinger og innsamling av informasjon) til operatøren eller brukeren), konvertering av ulike typer energi som oppstår i kroppen til den elektriske energien som er nødvendig for å drive slike enheter, nye metoder for å "komprimere" informasjon osv. Rombiologi vil også spille en ekstremt viktig rolle i utviklingen av biokomplekser, eller lukkede økologiske systemer med autotrofe og heterotrofe organismer, nødvendig for langtidsflyvninger.

Se alle lysbildene

Lysbilde 1

For å forstå biologiens rolle i romutforskning, må vi vende oss til rombiologi. Rombiologi er et kompleks av overveiende biologiske vitenskaper som studerer: 1) egenskapene til livsaktiviteten til terrestriske organismer i det ytre rom og under flyvninger på romfartøy 2) prinsippene for å konstruere biologiske systemer for å støtte livet til besetningsmedlemmer på romskip og stasjoner 3) utenomjordiske livsformer.

Biologiens rolle i romutforskning



Lysbilde 2

Rombiologi er en syntetisk vitenskap som har samlet prestasjonene til ulike grener av biologi, luftfartsmedisin, astronomi, geofysikk, radioelektronikk og mange andre vitenskaper til en helhet og skapt sine egne forskningsmetoder på grunnlag av disse. Det arbeides med rombiologi på ulike typer levende organismer, fra virus til pattedyr.



Lysbilde 3

Rombiologiens primære oppgave er å studere påvirkningen av romfluktfaktorer (akselerasjon, vibrasjon, vektløshet, endret gassmiljø, begrenset mobilitet og fullstendig isolasjon i lukkede forseglede volumer, etc.) og det ytre rom (vakuum, stråling, redusert magnetfelt styrke osv.). Forskning i rombiologi utføres i laboratorieeksperimenter som i en eller annen grad reproduserer påvirkningen fra individuelle faktorer for romflukt og verdensrommet. Imidlertid er de mest betydningsfulle flybiologiske eksperimenter, der det er mulig å studere påvirkningen av et kompleks av uvanlige miljøfaktorer på en levende organisme.



Lysbilde 4

Marsvin, mus, hunder, høyere planter og alger (chlorella), ulike mikroorganismer, plantefrø, isolerte menneske- og kaninvevskulturer og andre biologiske objekter ble sendt på flyvninger på kunstige jordsatellitter og romskip.



Lysbilde 5

I områdene der de gikk inn i bane, viste dyrene en akselerasjon i hjertefrekvens og respirasjon, som gradvis forsvant etter at romfartøyet gikk over til baneflyvning. Den viktigste umiddelbare effekten av akselerasjon er endringer i lungeventilasjon og omfordeling av blod i karsystemet, inkludert i lungesirkulasjonen, samt endringer i refleksreguleringen av blodsirkulasjonen. Normalisering av pulsen etter eksponering for akselerasjoner i null tyngdekraft skjer mye langsommere enn etter tester i en sentrifuge under jordforhold. Både gjennomsnitts- og absoluttverdiene av pulsfrekvensen i null tyngdekraft var lavere enn i de tilsvarende simuleringseksperimentene på jorden, og var preget av uttalte svingninger. Analyse av motoraktiviteten til hunder viste en ganske rask tilpasning til uvanlige forhold med vektløshet og gjenoppretting av evnen til å koordinere bevegelser. De samme resultatene ble oppnådd i forsøk på aper. Studier av betingede reflekser hos rotter og marsvin etter deres retur fra romflukt har vist at det ikke er noen endringer sammenlignet med eksperimenter før flyreisen.



Lysbilde 6

Viktig for den videre utviklingen av økofysiologisk forskning var forsøk på den sovjetiske biosatellitten Cosmos-110 med to hunder om bord og på den amerikanske biosatellitten Bios-3, som hadde en ape om bord. Under en 22-dagers flytur ble hundene for første gang ikke bare utsatt for påvirkning av uunngåelig iboende faktorer, men også for en rekke spesielle påvirkninger (irritasjon av sinusnerven med elektrisk strøm, kompresjon av halspulsårene, etc. .), som var rettet mot å belyse funksjonene ved nervereguleringen av blodsirkulasjonen under vektløshetstilstander. Blodtrykket i dyr ble registrert direkte. Under apenes flytur på Bios-3-biosatellitten, som varte i 8,5 dager, ble det oppdaget alvorlige endringer i søvn-våkne-sykluser (fragmentering av bevissthetstilstander, raske overganger fra døsighet til våkenhet, en merkbar reduksjon i søvnfaser forbundet med drømmer og dyp søvn), samt forstyrrelse av døgnrytmen til noen fysiologiske prosesser. Dyrets død, som fulgte like etter den tidlige slutten av flyturen, skyldtes, ifølge en rekke eksperter, påvirkningen av vektløshet, som førte til omfordeling av blod i kroppen, tap av væske og forstyrrelse av metabolismen av kalium og natrium.



Lysbilde 7

Genetiske studier utført på orbitale romflyvninger har vist at eksponering for verdensrommet har en stimulerende effekt på tørr løk og nigellafrø. Akselerasjon av celledeling ble oppdaget i frøplanter av erter, mais og hvete. I kulturen av en strålingsresistent rase av actinomycetes (bakterier) var det 6 ganger flere overlevende sporer og utviklende kolonier, mens det i en strålingssensitiv stamme (en ren kultur av virus, bakterier, andre mikroorganismer eller en cellekultur isolert kl. et bestemt tidspunkt og sted) var det en 12-dobling av de tilsvarende indikatorene. Studier etter flyging og analyse av den innhentede informasjonen viste at en langsiktig romflukt ledsages av høyt organiserte pattedyr av utvikling av detraining av det kardiovaskulære systemet, et brudd på vann-saltmetabolismen, spesielt en betydelig reduksjon i kalsium innhold i beinene.



Lysbilde 8

Som et resultat av biologisk forskning utført på høyhøyde og ballistiske missiler, satellitter, satellitter og andre romfartøyer, ble det slått fast at en person kan leve og arbeide under romfartsforhold i relativt lang tid. Det har vist seg at vektløshet reduserer kroppens toleranse for fysisk aktivitet og gjør det vanskelig å omstille seg til forhold med normal (jordisk) tyngdekraft. Et viktig resultat av biologisk forskning i verdensrommet er konstateringen av at vektløshet ikke har mutagen aktivitet, i hvert fall i forhold til gen- og kromosommutasjoner. Ved forberedelse og gjennomføring av ytterligere økofysiologisk og økobiologisk forskning i romflyvninger, vil hovedoppmerksomheten bli viet til å studere påvirkningen av vektløshet på intracellulære prosesser, de biologiske effektene av tunge partikler med stor ladning, den daglige rytmen til fysiologiske og biologiske prosesser, og de kombinerte effektene av en rekke romfluktfaktorer.



Lysbilde 9

Forskning i rombiologi gjorde det mulig å utvikle en rekke beskyttelsestiltak og forberedte muligheten for sikker menneskelig flukt ut i verdensrommet, som ble utført av fly fra sovjetiske og deretter amerikanske skip med mennesker om bord. Betydningen av rombiologi slutter ikke der. Forskning på dette området vil fortsatt være spesielt nødvendig for å løse en rekke problemstillinger, spesielt for biologisk utforskning av nye romruter. Dette vil kreve utvikling av nye metoder for biotelemetri (en metode for fjernstudie av biologiske fenomener og måling av biologiske indikatorer), etablering av implanterbare enheter for liten telemetri (et sett med teknologier som gjør det mulig å gi fjernmålinger og innsamling av informasjon) til operatøren eller brukeren), konvertering av ulike typer energi som oppstår i kroppen til den elektriske energien som er nødvendig for å drive slike enheter, nye metoder for å "komprimere" informasjon osv. Rombiologi vil også spille en ekstremt viktig rolle i utviklingen av biokomplekser, eller lukkede økologiske systemer med autotrofe og heterotrofe organismer, nødvendig for langtidsflyvninger.

Rombiologi er en gren av biologien som studerer egenskapene til eksistensen av levende organismer under utenomjordiske forhold, virkningen av kosmiske faktorer på dem, samt muligheten for eksistensen av liv på andre planeter.

Fremveksten og utviklingen av rombiologi er assosiert med suksessene til moderne vitenskap og rakettteknologi, som gjorde det mulig å gjennomføre flyreiser utenfor jordens atmosfære.

Rombiologi utvikler forskningsmetoder og virkemidler for å sikre livsaktiviteten til mennesker og dyr under romfartsforhold, når ulike faktorer samtidig kan påvirke en levende organisme. Først og fremst er dette ioniserende stråling (se Kosmisk stråling), akselerasjon og vektløshet, samt langvarig isolasjon under forhold med begrenset fysisk aktivitet, en kunstig atmosfære, noen kostholdstrekk osv. Effekten av disse faktorene på mennesker, dyr og planter studeres i laboratorieforhold, simulerer individuelle faktorer ved romflukt, eller i flyvninger på kunstige jordsatellitter og romfartøy kontrollert direkte av mennesker.

Når man løser problemet med eksistensen av liv på andre planeter, studeres de naturlige forholdene til disse planetene, sammensetningen av meteoritter analyseres i sammenligning med formene for manifestasjon av liv på jorden under forskjellige klimatiske forhold (Arktis, Antarktis, fjell, ørkener osv.).

Dyr (aper, hunder, mus, marsvin), insekter (Drosophila fluer, etc.), planter (encellede alger - frø av hvete, erter, løk osv.) brukes som forskningsobjekter.

Studier av dyr som har fløyet på forskjellige fly (inkludert raketter) har gitt vitenskapelige bevis på muligheten for menneskelig flukt ut i verdensrommet.

I prosessen med medisinsk og biologisk forskning studeres kroppens funksjonelle systemer (kardiovaskulær, respiratorisk, fordøyelseskanal, etc.), som karakteriserer dens generelle tilstand, grensene for toleranse for effekten av skadelige faktorer; utføre studier av kroppens beskyttende funksjoner, biokjemiske studier av blod, urin, tilstanden til hematopoietiske funksjoner ved bruk av cytologiske og histologiske metoder. Genetiske studier av prosessene for overføring av arvelige egenskaper og vekst under påvirkning av romfluktfaktorer utføres på planter og fruktfluer.

Moderne metoder og utstyr er mye brukt i rombiologisk forskning. Derfor, for å studere og overvåke tilstanden til forskjellige funksjonelle systemer, brukes elektrofysiologisk utstyr (elektroencefalografer, elektrokardiografer, myografer, etc.); å måle fysiske og fysiologiske parametere som karakteriserer tilstanden til studieobjektet og dets levekår direkte under flukt - telemetriske metoder, TV, som lar deg observere objektet på avstand, datamaskiner som gjør det mulig å behandle informasjonen rettidig og nøyaktig nødvendig for å overvåke tilstanden et levende objekt plassert i kabinen til et romfartøy.

Dataene som ble innhentet om effekten av individuelle faktorer ved romflukt på levende organismer gjorde det mulig å utvikle beskyttelsestiltak for sikkerheten til menneskelige flyreiser i rommet - hermetiske hytter, beskyttelsesmidler mot ioniserende stråling, etc. (se Rommedisin).

Et stort og svært komplekst problem innen rombiologi er utviklingen av midler for å sikre normalt menneskeliv under flukt ut i verdensrommet. Valget av et passende livstøttesystem for en astronaut bestemmes av varigheten av romflukten. For en flytur som bare varer noen få dager, brukes et livstøttesystem, basert på bruk av mat, vann og oksygen hentet fra jorden eller høyeffektive kjemiske forbindelser som absorberer og frigjør oksygen.

På langsiktige romflyvninger til andre planeter i solsystemet, når forsyninger hentet fra jorden ikke kan gi astronautene, vil mer komplekse livsstøttesystemer bli brukt, basert på den biologiske sirkulasjonen av stoffer i skipets kabin. I denne forbindelse utføres eksperimentelt arbeid for å underbygge prinsippene og metodene for å gi de nødvendige forholdene for menneskeliv i kabinen til et romfartøy.

For å gi astronauter luft, brukes fysiske eller fysisk-kjemiske metoder for gassmiljøet i hyttene, det vil si å konvertere brukt luft til luft som er egnet for å puste, med en liten tilsetning av frisk, ikke-regenerert luft fra reserver hentet fra jorden.

Vannforsyningssystemet innebærer gjenvinning av vann fra menneskelig avfall (utåndet luft, urin). Gjennom destillasjon, elektroosmose, rensing med ionebytterharpikser osv. kan man få drikkevann.

For å gi astronauter de nødvendige næringsstoffene, skapes biologiske samfunn: plante – dyr – menneske. Til dette formålet kan skipet bruke alger (for eksempel chlorella), hagevekster, dyre- og planteplankton, fjærfe, kaniner osv. Opprettelsen av slike systemer er en nødvendig betingelse for å sikre menneskelig flukt til andre planeter i solsystemet .

Generelt hadde rombiologiens vitenskapelige prestasjoner stor innflytelse på utviklingen av generell biologi og bidro til rommedisinens suksess med å løse problemer med å sikre menneskelige romflyvninger.