Biologiya fani juda ko'p turli bo'limlarni, katta va kichik bolalar fanlarini o'z ichiga oladi. Va ularning har biri nafaqat inson hayotida, balki butun sayyora uchun muhim.
Ket-ket ikkinchi asrdirki, odamlar hayotning nafaqat yerdagi xilma-xilligini uning barcha koʻrinishlarida oʻrganishga, balki sayyoradan tashqarida, koinotda ham hayot bor-yoʻqligini aniqlashga harakat qilmoqda. Bu masalalar bilan maxsus fan - kosmik biologiya shug'ullanadi. Bu sharhimizda muhokama qilinadi.
Biologiya bo'limi - Kosmik biologiya
Bu fan nisbatan yosh, lekin juda jadal rivojlanmoqda. O'rganishning asosiy jihatlari:
- Kosmos omillari va ularning tirik mavjudotlar organizmlariga ta'siri, koinot yoki samolyotdagi barcha tirik tizimlarning hayotiy faoliyati.
- Kosmos ishtirokida sayyoramizda hayotning rivojlanishi, tirik tizimlarning evolyutsiyasi va sayyoramizdan tashqarida biomassaning mavjudligi ehtimoli.
- Yopiq tizimlarni qurish va ularda qulay yashash uchun real yashash sharoitlarini yaratish imkoniyatlarikosmosdagi organizmlarning rivojlanishi va o'sishi.
Kosmik tibbiyot va biologiya bir-biri bilan chambarchas bog'liq fanlar bo'lib, ular koinotdagi tirik mavjudotlarning fiziologik holatini, ularning sayyoralararo fazolarda tarqalishini va evolyutsiyani birgalikda o'rganadilar.
Ushbu fanlarning izlanishlari tufayli koinotda odamlarni topish uchun maqbul sharoitlarni tanlash va sog'likka hech qanday zarar yetkazmaslik mumkin bo'ldi. Kosmosda hayot mavjudligi, o'simliklar va hayvonlarning (bir hujayrali, ko'p hujayrali) vaznsizlikda yashashi va rivojlanishi haqida juda katta materiallar to'plangan.
Fanning rivojlanish tarixi
Kosmik biologiyaning ildizlari qadimgi davrlarga borib taqaladi, faylasuflar va mutafakkirlar - tabiatshunoslar Aristotel, Geraklit, Platon va boshqalar yulduzli osmonni kuzatib, Oy va Quyoshning Yer bilan aloqasini aniqlashga harakat qilganlar., ularning qishloq xoʻjaligi yerlari va hayvonlarga taʼsiri sabablarini tushunish.
Keyinroq, oʻrta asrlarda Yerning shaklini aniqlash va uning aylanishini tushuntirishga urinishlar boshlandi. Uzoq vaqt davomida Ptolemey tomonidan yaratilgan nazariya mavjud edi. U Yer koinotning markazi ekanligi va boshqa barcha sayyoralar va samoviy jismlar uning atrofida harakatlanishi (geotsentrik tizim) haqida gapirdi.
Ammo bu gaplarning notoʻgʻriligini isbotlagan va dunyo tuzilishining oʻziga xos, geliotsentrik tizimini taklif qilgan yana bir olim, qutbli Nikolay Kopernik bor edi: markazda Quyosh joylashgan va barcha sayyoralar aylanib yuradi. Quyosh ham yulduzdir. Uning fikrlari Giordano izdoshlari tomonidan qo'llab-quvvatlandiBruno, Nyuton, Kepler, Galiley.
Ammo kosmik biologiya fan sifatida ancha keyin paydo bo'lgan. Faqat 20-asrda rus olimi Konstantin Eduardovich Tsiolkovskiy odamlarga koinotning chuqurligiga kirib borish va ularni asta-sekin o'rganish imkonini beruvchi tizimni ishlab chiqdi. U haqli ravishda ushbu fanning otasi hisoblanadi. Shuningdek, kosmobiologiyaning rivojlanishida Eynshteyn, Bor, Plank, Landau, Fermi, Kapitsa, Bogolyubov va boshqalarning fizika va astrofizika, kvant kimyosi va mexanikadagi kashfiyotlari katta rol oʻynadi.
Odamlarga koinotga uzoq vaqtdan beri rejalashtirilgan parvozlarni amalga oshirish imkonini bergan yangi ilmiy izlanishlar Tsiolkovskiy tomonidan ishlab chiqilgan yerdan tashqari sharoitlarning xavfsizligi va ta'sirining aniq tibbiy va biologik asoslarini aniqlash imkonini berdi. Ularning mohiyati nima edi?
- Olimlar vaznsizlikning sutemizuvchilar organizmiga ta'sirini nazariy asoslab berishdi.
- U laboratoriyada kosmik sharoitlarning bir nechta oʻzgarishini modellashtirgan.
- Kosmonavtlarga oʻsimliklar va moddalarning aylanishi yordamida oziq-ovqat va suv olish uchun tavsiya etilgan variantlar.
Shunday qilib, aynan Tsiolkovskiy kosmonavtikaning barcha asosiy postulatlarini belgilab bergan va ular bugungi kunda ham oʻz ahamiyatini yoʻqotmagan.
Vazirlik
Kosmosda dinamik omillarning inson tanasiga ta'sirini o'rganish sohasidagi zamonaviy biologik tadqiqotlar astronavtlarga xuddi shu omillarning salbiy ta'siridan maksimal darajada xalos bo'lishga imkon beradi.
Uchta asosiy dinamik xususiyat mavjud:
- vibratsiya;
- tezlashtirish;
- vaznsizlik.
Inson tanasiga eng noodatiy va muhim ta'sir - bu vaznsizlik. Bu tortishish kuchi yo'qolgan va u boshqa inertial ta'sirlar bilan almashtirilmaydigan holat. Bunday holda, odam tananing kosmosdagi holatini nazorat qilish qobiliyatini butunlay yo'qotadi. Bunday holat allaqachon koinotning quyi qatlamlarida boshlanadi va butun fazoda saqlanib qoladi.
Tibbiy va biologik tadqiqotlar vaznsizlik holatida inson organizmida quyidagi oʻzgarishlar sodir boʻlishini koʻrsatdi:
- Yurak urishi kuchayadi.
- Mushaklar bo'shashadi (tonus ketadi).
- Umumdorligi pasaygan.
- Mumkin bo'lgan fazoviy gallyutsinatsiyalar.
Vazirliksiz odam 86 kungacha sog'lig'iga zarar yetkazmasdan turishi mumkin. Bu empirik tarzda tasdiqlangan va tibbiy nuqtai nazardan tasdiqlangan. Shu bilan birga, bugungi kunda kosmik biologiya va tibbiyotning vazifalaridan biri vaznsizlikning umuman inson tanasiga ta'sirini oldini olish, charchoqni bartaraf etish, normal ishlashni oshirish va mustahkamlash bo'yicha chora-tadbirlar majmuasini ishlab chiqishdan iborat.
Kosmonavtlar vaznsizlikni engish va tana ustidan nazoratni saqlab qolish uchun bir qator shartlarga rioya qilishlari kerak:
- samolyot dizayni yoʻlovchilar uchun zarur xavfsizlik standartlariga qatʼiy javob beradi;
- kosmonavtlar kutilmagan yuqoriga parvozlarni oldini olish uchun doimo oʻrindiqlariga ehtiyotkorlik bilan bogʻlangan;
- kemadagi barcha narsalar qat'iysobit joy va shikastlanmaslik uchun to'g'ri mahkamlangan;
- Suyuqliklar faqat yopiq, yopiq idishlarda saqlanadi.
Vazirliksizlikni yengishda yaxshi natijalarga erishish uchun kosmonavtlar Yerda puxta tayyorgarlikdan oʻtadilar. Ammo, afsuski, hozirgacha zamonaviy ilmiy tadqiqotlar laboratoriyada bunday sharoitlarni yaratishga imkon bermayapti. Sayyoramizda tortishish kuchini engib bo'lmaydi. Shuningdek, bu koinot va tibbiy biologiya uchun kelajakdagi muammolardan biridir.
Kosmosdagi G-kuchlari (tezlanishlar)
Kosmosda inson tanasiga ta'sir qiluvchi yana bir muhim omil - bu tezlanish yoki ortiqcha yuk. Ushbu omillarning mohiyati kosmosda kuchli yuqori tezlikda harakatlar paytida tanadagi yukning notekis qayta taqsimlanishiga kamayadi. Tezlashtirishning ikkita asosiy turi mavjud:
- qisqa muddatli;
- uzun.
Biyomedikal tadqiqotlar shuni ko'rsatadiki, ikkala tezlashuv ham kosmonavt tanasining fiziologik holatiga ta'sir qilishda juda muhimdir.
Demak, masalan, qisqa muddatli tezlanishlar ta'sirida (ular 1 soniyadan kam davom etadi) molekulyar darajada organizmda qaytarilmas o'zgarishlar sodir bo'lishi mumkin. Bundan tashqari, agar organlar o'qitilmagan bo'lsa, etarlicha zaif bo'lsa, ularning membranalarining yorilishi xavfi mavjud. Bunday ta'sirlar kosmonavt bilan kapsulani kosmosda ajratish paytida, uni chiqarib yuborish paytida amalga oshirilishi mumkin.yoki orbitaga kema qo'nayotganda.
Shuning uchun kosmonavtlar koinotga uchishdan oldin toʻliq tibbiy koʻrikdan oʻtishlari va muayyan jismoniy tayyorgarlikdan oʻtishlari juda muhim.
Uzoq ta'sirli tezlanish raketani uchirish va qo'nish paytida, shuningdek, koinotning ba'zi fazoviy joylarida parvoz paytida sodir bo'ladi. Ilmiy tibbiy tadqiqotlar tomonidan taqdim etilgan ma'lumotlarga ko'ra, bunday tezlashuvlarning tanaga ta'siri quyidagicha:
- yurak urishi va puls tezlashadi;
- nafas tezlashadi;
- koʻngil aynishi va holsizlik paydo boʻladi, teri rangi oqarib ketadi;
- koʻrish azoblanadi, koʻz oldida qizil yoki qora plyonka paydo boʻladi;
- bo'g'imlarda, oyoq-qo'llarda og'riq sezilishi mumkin;
- mushak toʻqimalarining tonusi pasayadi;
- neyromoral tartibga solish o'zgarishlar;
- o'pkada va umuman organizmda gaz almashinuvi boshqacha bo'ladi;
- terlashga olib kelishi mumkin.
G-kuchlari va vaznsizlik tibbiyot olimlarini turli usullarni o'ylab topishga majbur qiladi. kosmonavtlarni sog'liq uchun oqibatlarsiz va samaradorlikni yo'qotmasdan ushbu omillar ta'siriga dosh bera olishlari uchun moslashishga, o'qitishga imkon beradi.
Astronavtlarni tezlashtirishga o'rgatishning eng samarali usullaridan biri bu sentrifuga apparatidir. Aynan shu erda siz haddan tashqari yuk ta'siri ostida tanadagi barcha o'zgarishlarni kuzatishingiz mumkin. Shuningdek, u sizga ushbu omil ta'siriga mashq qilish va moslashish imkonini beradi.
Kosmik parvoz va dori
Kosmik parvozlar, albatta, odamlarning, ayniqsa o'qitilmagan yoki surunkali kasalliklari bo'lganlarning salomatligiga juda katta ta'sir ko'rsatadi. Shuning uchun parvozning barcha nozik tomonlarini, yerdan tashqari kuchlarning eng xilma-xil va aql bovar qilmaydigan ta'siriga tananing barcha reaktsiyalarini tibbiy tadqiq qilish muhim jihatdir.
Vazirliksizlikda parvoz qilish zamonaviy tibbiyot va biologiyani kosmonavtlarni normal ovqatlanish, dam olish, kislorod bilan ta'minlash, mehnat qobiliyati va hokazolar bilan ta'minlash bo'yicha chora-tadbirlar majmuini ixtiro qilishga va shakllantirishga (shu bilan birga, albatta, amalga oshirishga) majbur qiladi.
Bundan tashqari, tibbiyot kosmonavtlarga kutilmagan, favqulodda vaziyatlarda munosib yordam ko'rsatish, shuningdek, boshqa sayyoralar va fazolarning noma'lum kuchlari ta'siridan himoya qilish uchun mo'ljallangan. Bu juda qiyin, bu juda ko'p vaqt va kuch, katta nazariy baza, faqat eng so'nggi zamonaviy asbob-uskunalar va dori vositalaridan foydalanishni talab qiladi.
Bundan tashqari, tibbiyot fizika va biologiya bilan bir qatorda kosmonavtlarni kosmik sharoitlarning fizik omillaridan himoya qilish vazifasini bajaradi, masalan:
- harorat;
- radiatsiya;
- bosim;
- meteoritlar.
Shuning uchun bu omillar va xususiyatlarning barchasini oʻrganish juda muhim.
Biologiyada tadqiqot usullari
Kosmik biologiya, boshqa biologiya fanlari singari, tadqiqot o'tkazish, nazariy materiallarni to'plash va uni amaliy xulosalar bilan tasdiqlash imkonini beradigan ma'lum usullar majmuasiga ega. Vaqt o'tishi bilan bu usullaro'zgarishsiz qoladi, joriy vaqtga muvofiq yangilanadi va modernizatsiya qilinadi. Biroq, biologiyaning tarixan o'rnatilgan usullari bugungi kungacha dolzarbligicha qolmoqda. Bunga quyidagilar kiradi:
- Kuzatish.
- Tajriba.
- Tarixiy tahlil.
- Tavsif.
- Taqqoslash.
Bu biologik tadqiqot usullari asosiy, har qanday vaqtda dolzarbdir. Ammo ilm-fan va texnologiya, elektron fizika va molekulyar biologiya rivojlanishi bilan paydo bo'lgan yana bir qanchalar mavjud. Ular zamonaviy deb ataladi va barcha biologik-kimyoviy, tibbiy va fiziologik jarayonlarni o'rganishda eng katta rol o'ynaydi.
Zamonaviy usullar
- Gen injeneriyasi va bioinformatika usullari. Bunga agrobakterial va ballistik transformatsiya, PCR (polimeraza zanjiri reaktsiyalari) kiradi. Bunday turdagi biologik tadqiqotlarning roli katta, chunki aynan ular kosmonavtlarning qulayligi uchun raketa uchirgichlari va kabinalarini oziqlantirish va kislorod bilan ta'minlash muammosini hal qilish variantlarini topishga imkon beradi.
- Oqsillar kimyosi va gistokimyosi usullari. Tirik tizimlardagi oqsillar va fermentlarni boshqarishga ruxsat bering.
- Flüoresan mikroskopiya, oʻta aniqlik mikroskopidan foydalanish.
- Molekulyar biologiya va biokimyo va ularning tadqiqot usullaridan foydalanish.
- Biotelemetriya - bu muhandislar va shifokorlarning biologik asosdagi kombinatsiyasi natijasi bo'lgan usul. Bu sizga ishning barcha fiziologik muhim funktsiyalarini nazorat qilish imkonini beradi.inson tanasining radioaloqa kanallari va kompyuter magnitafonidan foydalangan holda masofadagi organizm. Kosmik biologiya fazoviy sharoitlarning kosmonavtlar organizmiga ta'sirini kuzatish uchun asos sifatida ushbu usuldan foydalanadi.
- Sayyoralararo fazoning biologik belgisi. Atrof-muhitning sayyoralararo holatini baholash, turli sayyoralarning xususiyatlari haqida ma'lumot olish imkonini beradigan kosmik biologiyaning juda muhim usuli. Bu erda asos o'rnatilgan sensorlar bilan hayvonlardan foydalanish hisoblanadi. Aynan eksperimental hayvonlar (sichqonlar, itlar, maymunlar) orbitalardan ma'lumot olishadi, ular yerlik olimlar tomonidan tahlil va xulosalar uchun foydalaniladi.
Biologik tadqiqotlarning zamonaviy usullari nafaqat kosmik biologiyaning ilg'or muammolarini, balki universal muammolarni ham hal qilishga imkon beradi.
Kosmik biologiya muammolari
Biotibbiyot tadqiqotining barcha sanab o'tilgan usullari, afsuski, hali kosmik biologiyaning barcha muammolarini hal qila olmadi. Bugungi kungacha dolzarb bo'lib qolayotgan bir qator dolzarb masalalar mavjud. Keling, kosmik tibbiyot va biologiya oldida turgan asosiy muammolarni ko'rib chiqaylik.
- Kosmosga parvoz qilish uchun sogʻligʻi shifokorlarning barcha talablariga javob berishi mumkin boʻlgan oʻqitilgan xodimlarni tanlash (jumladan, astronavtlarga qatʼiy tayyorgarlik va parvozlar uchun tayyorgarlikka dosh berishga imkon berish).
- Tegishli tayyorgarlik darajasi va ishlaydigan kosmik ekipajlar uchun zarur bo'lgan barcha narsalar bilan ta'minlash.
- Har tomonlama xavfsizlikni ta'minlash (shu jumladan noma'lum yoki begona ta'sir omillariboshqa sayyoralardan) ishlaydigan kemalar va samolyot konstruksiyalari.
- Astronavtlarning Yerga qaytganlarida psixo-fiziologik reabilitatsiyasi.
- Astronavtlar va kosmik kemalarni radiatsiyadan himoya qilish usullarini ishlab chiqish.
- Kosmik parvozlar vaqtida kabinalarda normal yashash sharoitlarini ta'minlash.
- Kosmik tibbiyotda ilgʻor kompyuter texnologiyalarini ishlab chiqish va qoʻllash.
- Kosmik telemeditsina va biotexnologiyani joriy etish. Ushbu fanlarning usullaridan foydalanish.
- Kosmonavtlarning Mars va boshqa sayyoralarga qulay parvozlari uchun tibbiy va biologik muammolarni hal qilish.
- Kosmosni kislorod bilan ta'minlash muammosini hal qiladigan farmakologik vositalar sintezi.
Biotibbiyot tadqiqotlarini qoʻllash boʻyicha ishlab chiqilgan, takomillashtirilgan va murakkab usullar barcha vazifalar va mavjud muammolarni albatta hal qiladi. Biroq, bu qachon bo'ladi - bu qiyin va oldindan aytib bo'lmaydigan savol.
Ta'kidlash joizki, bu masalalarning barchasi bilan nafaqat rus olimlari, balki dunyoning barcha davlatlarining Ilmiy kengashi shug'ullanadi. Va bu katta ortiqcha. Axir, qo'shma tadqiqotlar va izlanishlar nomutanosib ravishda kattaroq va tezroq ijobiy natija beradi. Koinot muammolarini hal qilishda yaqin global hamkorlik yerdan tashqari fazoni tadqiq etishda muvaffaqiyat kalitidir.
Zamonaviy yutuqlar
Bunday yutuqlar koʻp. Axir, har kuni puxta va mashaqqatli ish olib boriladi, bu sizga ko'proq narsani topishga imkon beradi.materiallar, xulosalar chiqarish va farazlarni shakllantirish.
21-asrning kosmologiyadagi eng muhim kashfiyotlaridan biri Marsda suvning topilishi boʻldi. Bu darhol sayyorada hayot mavjudligi yoki yo'qligi, yer aholisining Marsga ko'chirilishi ehtimoli va hokazolar haqida o'nlab farazlarni keltirib chiqardi.
Yana bir kashfiyot shundan iboratki, olimlar inson kosmosda qulay va jiddiy oqibatlarsiz bo'lishi mumkin bo'lgan yosh chegaralarini aniqladilar. Bu yosh 45 yoshdan boshlanadi va taxminan 55-60 yoshda tugaydi. Kosmosga uchayotgan yoshlar Yerga qaytib, moslashish va qayta qurish jarayonida juda psixologik va fiziologik jihatdan azoblanadi.
Suv Oyda ham topilgan (2009). Yer sun'iy yo'ldoshida simob va katta miqdorda kumush ham topilgan.
Biologik tadqiqot usullari, shuningdek, muhandislik va fizik ko'rsatkichlar ion nurlanishi va koinotga ta'sir qilishning ta'siri zararsiz (hech bo'lmaganda Yerdagidan ko'ra zararli emas) degan ishonch bilan xulosa qilish imkonini beradi.
Ilmiy tadqiqotlar kosmosda uzoq vaqt qolish astronavtlarning jismoniy salomatligiga ta'sir qilmasligini isbotladi. Biroq, psixologik muammolar saqlanib qolmoqda.
Tadqiqotlar yuqori oʻsimliklarning kosmosda boʻlishga turlicha munosabat bildirishini isbotlagan. Tadqiqotda ba'zi o'simliklarning urug'lari hech qanday genetik o'zgarishlarni ko'rsatmadi. Boshqalar, aksincha, molekulyar darajada aniq deformatsiyalarni ko'rsatdi.
Tajribalar,Tirik organizmlar (sutemizuvchilar) hujayralari va to'qimalarida o'tkazilgan tadqiqotlar kosmos bu organlarning normal holati va faoliyatiga ta'sir qilmasligini isbotladi.
Tibbiy tadqiqotlarning turli turlari (tomografiya, MRI, qon va siydik testlari, kardiogramma, kompyuter tomografiyasi va boshqalar) inson hujayralarining fiziologik, biokimyoviy, morfologik xususiyatlari kosmosda bo'lganda o'zgarishsiz qoladi degan xulosaga keldi. 86 kungacha.
Laboratoriya sharoitida vaznsizlik holatiga imkon qadar yaqinlashish va shu tariqa bu holatning tanaga ta'sirining barcha jihatlarini o'rganish imkonini beruvchi sun'iy tizim qayta yaratildi. Bu, o'z navbatida, nol tortishish sharoitida odamning parvozi paytida ushbu omil ta'sirini oldini olish uchun bir qator profilaktika choralarini ishlab chiqish imkonini berdi.
Ekzobiologiya natijalari Yer biosferasidan tashqarida organik tizimlar mavjudligini ko'rsatuvchi ma'lumotlardir. Hozircha bu taxminlarni faqat nazariy jihatdan shakllantirish mumkin bo'ldi, ammo tez orada olimlar amaliy dalillarni ham olishni rejalashtirmoqda.
Biologlar, fiziklar, shifokorlar, ekologlar va kimyogarlarning tadqiqotlari tufayli insonning biosferaga ta'sirining chuqur mexanizmlari aniqlandi. Bu sayyoramizda sun'iy ekotizimlarni yaratish va ularga Yerdagi kabi ta'sir ko'rsatish orqali mumkin bo'ldi.
Bu bugungi kunda kosmik biologiya, kosmologiya va tibbiyotning barcha yutuqlari emas, balki faqat asosiylaridir. Ko'p imkoniyatlar mavjud, ularni amalga oshirishsanab o'tilgan fanlarning kelajak uchun vazifasi.
Kosmosdagi hayot
Zamonaviy g'oyalarga ko'ra, koinotda hayot mavjud bo'lishi mumkin, chunki so'nggi kashfiyotlar ba'zi sayyoralarda hayotning paydo bo'lishi va rivojlanishi uchun qulay sharoitlar mavjudligini tasdiqlaydi. Biroq, bu masala bo'yicha olimlarning fikrlari ikki toifaga bo'linadi:
- hayot Yerdan boshqa hech qayerda emas, hech qachon bo'lmagan va bo'lmaydi ham;
- kosmosning ulkan kengliklarida hayot mavjud, ammo odamlar buni hali kashf qilmaganlar.
Gipotezalarning qaysi biri toʻgʻri - har bir kishi oʻzi qaror qiladi. Biriga ham, ikkinchisiga ham yetarlicha dalil va raddiya bor.
