Биология илими көптөгөн түрдүү бөлүмдөрдү, чоң жана кичине балдар илимдерин камтыйт. Жана алардын ар бири адамдын жашоосунда гана эмес, жалпы планета үчүн маанилүү.
Экинчи кылым катары менен адамдар жашоонун жер бетиндеги ар түрдүүлүгүн анын бардык көрүнүштөрүндө изилдеп гана тим болбостон, планетанын сыртында, космос мейкиндигинде жашоонун бар же жок экенин аныктоого да аракет кылып жатышат. Бул маселелер менен атайын илим - космостук биология алектенет. Бул биздин кароодо талкууланат.
Биология бөлүмү - Космос биологиясы
Бул илим салыштырмалуу жаш, бирок абдан интенсивдүү өнүгүп жатат. Окуунун негизги аспектилери:
- Космос мейкиндигинин факторлору жана алардын тирүү жандыктардын организмдерине тийгизген таасири, космостогу же учактагы бардык тирүү системалардын турмуштук активдүүлүгү.
- Космостун катышуусу менен биздин планетада жашоонун өнүгүшү, тирүү системалардын эволюциясы жана биздин планетадан тышкары биомассанын болушу ыктымалдыгы.
- Жабык системаларды куруу жана аларда ыңгайлуу жашоо үчүн реалдуу шарттарды түзүү мүмкүнчүлүктөрүкосмостогу организмдердин өнүгүшү жана өсүшү.
Космостук медицина менен биология - космостогу тирүү жандыктардын физиологиялык абалын, алардын планеталар аралык мейкиндиктерде таралышын жана эволюциясын биргелешип изилдеген бири-бири менен тыгыз байланышкан илимдер.
Бул илимдердин изилдеелерунун аркасында космосто адамдарды табуу учун оптималдуу шарттарды тандап алууга жана ден-соолукка эч кандай зыян келтирбестен. Космосто жашоонун бар экендиги, өсүмдүктөр менен жаныбарлардын (бир клеткалуу, көп клеткалуу) салмаксыздыкта жашоо жана өнүгүү жөндөмдүүлүгү жөнүндө эбегейсиз зор материалдар чогултулган.
Илимдин өнүгүү тарыхы
Космостук биологиянын тамыры байыркы доорлорго барып такалат, философтор жана ойчулдар – табият таануучулар Аристотель, Гераклит, Платон жана башкалар – Ай менен Күндүн Жер менен байланышын аныктоого аракет кылып, жылдыздуу асманды карап турушкан., алардын айыл чарба жерлерине жана жаныбарларга тийгизген таасиринин себептерин түшүнүү.
Кийинчерээк, орто кылымдарда Жердин формасын аныктоо жана анын айлануусун түшүндүрүү аракеттери башталган. Узак убакыт бою Птолемей түзгөн теория болгон. Ал Жер Ааламдын борбору жана бардык башка планеталар жана асман телолору анын айланасында кыймылдаары (геоцентрдик система) жөнүндө айтты.
Бирок, бул сөздөрдүн туура эместигин далилдеген жана дүйнөлүк түзүлүштүн өзүнүн гелиоцентрдик системасын сунуш кылган дагы бир илимпоз, поляк Николай Коперник болгон: борбордо Күн, ал эми бардык планеталар айланат. Күн да жылдыз. Анын көз карашын Джорданонун жолдоочулары колдошконБруно, Ньютон, Кеплер, Галилео.
Бирок космостук биология илим катары кийинчерээк пайда болгон. 20-кылымда гана орус окумуштуусу Константин Эдуардович Циолковский адамдарга космостун тереңдигине кирип, аларды жай изилдөөгө мүмкүндүк берүүчү системаны иштеп чыккан. Ал бул илимдин атасы болуп эсептелет. Ошондой эле, космобиологиянын өнүгүшүнө Эйнштейн, Бор, Планк, Ландау, Ферми, Капица, Боголюбов жана башкалардын физика жана астрофизика, кванттык химия жана механикадагы ачылыштары чоң роль ойногон.
Адамдарга космоско узак убакытка пландаштырылган учууларды жасоого мумкундук берген жаны илимий изилдеелер Циолковский формулировкалаган жерден тышкаркы шарттардын коопсуздугунун жана таасиринин конкреттуу медициналык жана биологиялык негиздемелерин аныктоого мумкундук берди. Алардын маңызы эмнеде эле?
- Окумуштууларга салмаксыздыктын сүт эмүүчүлөрдүн организмдерине тийгизген таасири үчүн теориялык негиздеме берилди.
- Ал лабораторияда космостук шарттардын бир нече вариациясын моделдеген.
- Өсүмдүктөрдүн жардамы жана заттын айлануусу аркылуу астронавттарга тамак-аш жана суу алуу үчүн сунушталган варианттар.
Ошентип, бүгүнкү күндө да актуалдуулугун жоготпогон астронавтиканын бардык негизги постулаттарын Циолковский белгилеген.
Салмаксыздык
Космостогу адамдын организмине динамикалык факторлордун таасирин изилдөө жаатындагы заманбап биологиялык изилдөөлөр астронавттарга ушул эле факторлордун терс таасиринен максималдуу түрдө арылууга мүмкүндүк берет.
Үч негизги динамикалык мүнөздөмө бар:
- вибрация;
- тездөө;
- салмаксыздык.
Адамдын организмине эң адаттан тыш жана маанилүү таасир – бул салмаксыздык. Бул тартылуу күчү жоголуп, башка инерциялык таасирлер менен алмаштырылбаган абал. Бул учурда адам мейкиндикте дененин абалын башкаруу мүмкүнчүлүгүн толугу менен жоготот. Мындай абал космостун төмөнкү катмарларында башталып, анын бүт мейкиндигинде сакталат.
Медициналык жана биологиялык изилдөөлөр салмаксыздык абалында адамдын организминде төмөнкүдөй өзгөрүүлөр болгонун көрсөттү:
- Жүрөктүн согушу күчөйт.
- Булчуңдар эс алат (тонус кетет).
- Төмөндөгөн аткаруу.
- Мүмкүн мейкиндик галлюцинациялары.
Салмаксыздыкта адам ден соолугуна зыян келтирбестен 86 күнгө чейин тура алат. Бул эмпирикалык жактан далилденген жана медициналык көз караш менен тастыкталган. Бирок, бугунку кунде космостук биологиянын жана медицинанын милдеттеринин бири салмаксыздыктын жалпысынан адамдын организмине тийгизген таасирин алдын алуу, чарчоону жоюу, нормалдуу иш-аракетти жогорулатуу жана консолидациялоо боюнча чаралардын комплексин иштеп чыгуу болуп саналат.
Космонавттар салмаксыздыкты жеңүү жана денени көзөмөлдөө үчүн бир катар шарттарды аткарышат:
- учактын конструкциясы жүргүнчүлөр үчүн зарыл болгон коопсуздук стандарттарына так жооп берет;
- космонавттар күтүлбөгөн жогору учуулардан качуу үчүн дайыма орундарына кылдаттык менен байланып турушат;
- кемедеги бардык буюмдар катуужараат болбошу үчүн белгиленген жер жана туура камсыздалган;
- Суюктуктар жабык, жабык идиштерде гана сакталат.
Салмаксыздыкты жеңүүдө жакшы натыйжаларга жетишүү үчүн космонавттар Жерде кылдат даярдыктан өтүшөт. Бирок, тилекке каршы, азырынча заманбап илимий изилдөөлөр лабораторияда мындай шарттарды түзүүгө мүмкүндүк бербейт. Биздин планетада тартылуу күчүн жеңүү мүмкүн эмес. Бул космос жана медициналык биология үчүн келечектеги көйгөйлөрдүн бири.
мейкиндиктеги G-күчтөрү (тездөөлөр)
Космостогу адамдын организмине таасир этүүчү дагы бир маанилүү фактор - ылдамдануу, же ашыкча жүктөө. Бул факторлордун маңызы мейкиндикте күчтүү жогорку ылдамдыктагы кыймылдар учурунда организмге жүктүн бирдей эмес бөлүштүрүлүшүнө чейин төмөндөйт. Тездетүүнүн эки негизги түрү бар:
- кыска мөөнөттүү;
- узун.
Биомедициналык изилдөөлөр көрсөткөндөй, эки ылдамдатуу тең астронавттын денесинин физиологиялык абалына таасир этүүдө абдан маанилүү.
Ошондуктан, мисалы, кыска мөөнөттүү тездетүүлөрдүн (алар 1 секундага жетпеген убакытка созулат) аракетинде молекулярдык деңгээлде организмде кайтарылгыс өзгөрүүлөр болушу мүмкүн. Ошондой эле, эгерде органдар даярдалган эмес, алсыз болсо, алардын кабыкчалары жарылуу коркунучу бар. Мындай таасир космонавт менен капсуланы космосто бөлүү учурунда, аны учуруу учурунда ишке ашырылышы мүмкүн.же орбитага кеме конгондо.
Ошондуктан космонавттар космоско учаар алдында кылдат медициналык текшерүүдөн жана белгилүү бир физикалык даярдыктан өтүшү абдан маанилүү.
Узак аракеттеги ылдамдануу ракетаны учуруу жана конуу учурунда, ошондой эле космостун кээ бир мейкиндик жерлеринде учуу учурунда пайда болот. Мындай тездетүүлөрдүн организмге тийгизген таасири илимий медициналык изилдөөлөрдүн маалыматтары боюнча төмөнкүдөй:
- жүрөктүн согушу жана тамырдын кагуусу тездейт;
- дем алуу тездейт;
- көңүл айнуу жана алсыздык пайда болот, тери кубарат;
- көздүн алдында кызыл же кара пленка пайда болот;
- муундар, буттар оорушу мүмкүн;
- булчуң ткандарынын тонусу төмөндөйт;
- нейроморалдык жөнгө салуу өзгөрүүлөр;
- өпкөдөгү жана жалпы организмдеги газ алмашуу башкача болот;
- тердеши мүмкүн.
G-күчтөрү жана салмаксыздык медицина илимпоздорун ар кандай жолдор менен табууга мажбурлайт. космонавттарды ден-соолукка зыян келтирбестен жана эффективдүүлүгүн жоготпостон бул факторлордун аракетине туруштук бере ала тургандай кылып, адаптациялоого, үйрөтүүгө мүмкүндүк берет.
Космонавттарды ылдамдатууга үйрөтүүнүн эң натыйжалуу жолдорунун бири центрифугалык аппарат болуп саналат. Бул ашыкча жүктөмдөрдүн иш-аракети астында денеде пайда болгон бардык өзгөрүүлөрдү байкоого болот. Ошондой эле бул фактордун таасирине көнүп, ыңгайлашууга мүмкүнчүлүк берет.
Космостук учуу жана дары
Космостук учуулар, албетте, адамдардын ден соолугуна абдан чоң таасирин тийгизет, айрыкча, билими жок же өнөкөт оорулары бар адамдардын. Ошондуктан, маанилүү аспект - учуунун бардык кылдат жактарын, дененин Жерден тышкаркы күчтөрдүн эң көп түрдүү жана укмуштуудай таасирлерине болгон реакцияларын медициналык изилдөө.
Салмаксыздыкта учуу азыркы медицинаны жана биологияны космонавттарды нормалдуу тамактануу, эс алуу, кычкылтек менен камсыз кылуу, иш жөндөмдүүлүгү жана башкалар менен камсыз кылуу боюнча чаралардын комплексин ойлоп табууга жана иштеп чыгууга (албетте, ошол эле учурда ишке ашырууга) мажбур кылат.
Мындан тышкары, медицина космонавттарга күтүүсүз, өзгөчө кырдаалдарда татыктуу жардам көрсөтүүгө, ошондой эле башка планеталардын жана мейкиндиктердин белгисиз күчтөрүнүн таасиринен коргоого арналган. Бул бир топ кыйын, ал көп убакытты жана күчтү, чоң теориялык базаны, эң акыркы заманбап жабдууларды жана дарыларды гана колдонууну талап кылат.
Мындан тышкары, медицина физика жана биология менен катар космонавттарды космостук шарттардын физикалык факторлорунан коргоо милдетин да алат, мисалы:
- температура;
- радиация;
- кысым;
- метеориттер.
Ошондуктан, бардык бул факторлорду жана функцияларды изилдөө абдан маанилүү.
Биологиядагы изилдөө ыкмалары
Космостук биология, башка биологиялык илим сыяктуу эле, изилдөөлөрдү жүргүзүүгө, теориялык материалдарды топтоого жана аны практикалык корутундулар менен ырастоого мүмкүндүк берген белгилүү бир методдор комплексине ээ. Бул ыкмалар убакыттын өтүшү мененөзгөрүүсүз бойдон калууда, учурдагы мезгилге ылайык жаңыртылып жана модернизацияланууда. Бирок, биологиянын тарыхта калыптанган ыкмалары бүгүнкү күнгө чейин актуалдуу бойдон калууда. Аларга төмөнкүлөр кирет:
- Байкоо.
- Эксперимент.
- Тарыхый анализ.
- Сүрөттөм.
- Салыштыруу.
Биологиялык изилдөөлөрдүн бул ыкмалары негизги, каалаган убакта актуалдуу. Бирок илим менен техниканын, электрондук физиканын жана молекулярдык биологиянын өнүгүшү менен пайда болгон бир катар башкалары бар. Алар заманбап деп аталып, бардык биологиялык-химиялык, медициналык жана физиологиялык процесстерди изилдөөдө эң чоң роль ойнойт.
Заманбап методдор
- Гендик инженерия жана биоинформатика методдору. Буга агробактериалдык жана баллистикалык трансформация, ПТР (полимераздык чынжыр реакциялары) кирет. Мындай биологиялык изилдөөлөрдүн ролу чоң, анткени дал ушулар астронавттардын ыңгайлуулугу үчүн ракета учуруучу аппараттарды жана кабиналарды азыктандыруу жана кычкылтек менен камсыздоо маселесин чечүүнүн варианттарын табууга мүмкүндүк берет.
- Белок химиясынын жана гистохимиясынын методдору. Тирүү системалардагы белокторду жана ферменттерди башкарууга уруксат бериңиз.
- Флуоресценттик микроскопияны, супер резолюциялуу микроскопияны колдонуу.
- Молекулярдык биологияны жана биохимияны жана аларды изилдөө ыкмаларын колдонуу.
- Биотелеметрия – инженерлер менен дарыгерлердин биологиялык негиздеги айкалыштыруу ишинин натыйжасы болгон ыкма. Ал иштин бардык физиологиялык маанилүү функцияларын башкарууга мүмкүндүк берет.адамдын организминин радио байланыш каналдарын жана компьютердик жазгычты колдонуу менен аралыкта организм. Космос биологиясы бул ыкманы космонавттардын организмдерине космостук шарттардын таасирине көз салуу үчүн негиз катары колдонот.
- Планеталар аралык мейкиндиктин биологиялык көрсөткүчү. Айлана-чөйрөнүн планеталар аралык абалын баалоого, ар кандай планеталардын мүнөздөмөлөрү жөнүндө маалымат алууга мүмкүндүк берген космостук биологиянын өтө маанилүү методу. Бул жерде негизи орнотулган сенсорлор менен жаныбарларды пайдалануу болуп саналат. Бул эксперименталдык жаныбарлар (чычкандар, иттер, маймылдар) орбиталардан маалымат алып, аны жер үстүндөгү илимпоздор талдоо жана жыйынтык чыгаруу үчүн колдонушат.
Биологиялык изилдөөлөрдүн заманбап методдору космостук биологиянын гана эмес, универсалдуу проблемаларын да чечүүгө мүмкүндүк берет.
Космостук биологиянын проблемалары
Биомедициналык изилдөөлөрдүн саналып өткөн бардык методдору, тилекке каршы, космостук биологиянын бардык проблемаларын азырынча чече алган жок. Бүгүнкү күнгө чейин актуалдуу болгон бир катар актуалдуу маселелер бар. Келгиле, космостук медицина жана биология алдында турган негизги көйгөйлөрдү карап көрөлү.
- Космостук учуу үчүн ден соолугунун абалы дарыгерлердин бардык талаптарына жооп бере турган машыктырылган персоналды тандоо (анын ичинде астронавттарга катуу машыгууга жана учуу үчүн машыгууга туруштук берүүгө мүмкүнчүлүк берүү).
- Татыктуу даярдык жана космостук экипаждар үчүн керектүү нерселердин бардыгы менен камсыз кылуу.
- Бардык жагынан коопсуздукту камсыз кылуу (анын ичинде белгисиз же чет элдик таасир этүүчү факторлордонбашка планеталардан) иштеген кемелер жана учак конструкциялары.
- Космонавттардын Жерге кайтып келгенден кийин психофизиологиялык реабилитациясы.
- Космонавттарды жана кемелерди радиациядан коргоонун жолдорун иштеп чыгуу.
- Космостук учуулар учурунда кабиналарда нормалдуу жашоо шарттарын камсыз кылуу.
- Космостук медицинада алдыңкы компьютердик технологияны иштеп чыгуу жана колдонуу.
- Космостук телемедицинаны жана биотехнологияны киргизүү. Бул илимдердин ыкмаларын колдонуу.
- Космонавттардын Марска жана башка планеталарга ыңгайлуу учуулары үчүн медициналык жана биологиялык маселелерди чечүү.
- Космосту кычкылтек менен камсыз кылуу проблемасын чече турган фармакологиялык каражаттардын синтези.
Өнүккөн, өркүндөтүлгөн жана комплекстүү биомедициналык изилдөөнүн колдонуу ыкмалары бардык милдеттерди жана орун алган көйгөйлөрдү чечет. Бирок, бул качан болот деген татаал жана күтүлбөгөн суроо.
Белгилей кетчү нерсе, бул маселелердин бардыгы менен орус окумуштуулары гана эмес, дүйнөнүн бардык өлкөлөрүнүн окумуштуулар кеңеши алектенип жатат. Жана бул чоң плюс. Анткени, биргелешкен изилдөө жана издөө пропорционалдуу эмес көбүрөөк жана тез оң натыйжа берет. Космос проблемаларын чечууде глобалдуу тыгыз кызматташтык - Жерден тышкаркы мейкиндикти изилдееде ийгиликтин ачкычы.
Заманбап жетишкендиктер
Мындай жетишкендиктер көп. Анткени, интенсивдүү иш күн сайын, кылдат жана тырышчаак менен жүргүзүлөт, бул көбүрөөк жана көбүрөөк табууга мүмкүндүк берет.материалдар, тыянактарды чыгаруу жана гипотезаларды түзүү.
21-кылымдын космологиядагы эң маанилүү ачылыштарынын бири Марста суунун ачылышы болгон. Бул дароо планетада жашоонун бар же жок экендиги, жердегилердин Марска көчүрүлүшү мүмкүндүгү жана башка көптөгөн гипотезаларды пайда кылды.
Дагы бир ачылыш илимпоздор адамдын космосто мүмкүн болушунча ыңгайлуу жана олуттуу кесепеттерсиз боло ала турган жаш чектерин аныкташканы болду. Бул курак 45 жаштан башталып, болжол менен 55-60 жашта бүтөт. Космоско бара жаткан жаштар Жерге кайтып келгенден кийин абдан катуу психологиялык жана физиологиялык жактан кыйналышат.
Айда да суу табылган (2009). Жердин спутнигинде сымап жана көп сандагы күмүш да табылган.
Биологиялык изилдөө методдору, ошондой эле инженердик жана физикалык көрсөткүчтөр космостогу иондук нурлануунун жана экспозициянын таасири зыянсыз (жок дегенде Жердегиден зыяндуу эмес) деп ишенимдүү тыянак чыгарууга мүмкүндүк берет.
Илимий изилдөөлөр космосто көпкө болуу астронавттардын физикалык ден соолугуна таасир этпей турганын далилдеди. Бирок, психологиялык көйгөйлөр сакталып турат.
Изилдөөлөр жогорку өсүмдүктөрдүн космосто болгонго башкача реакция кылаарын далилдеген. Изилдөөдөгү кээ бир өсүмдүктөрдүн уруктары эч кандай генетикалык өзгөрүүлөрдү көрсөткөн эмес. Башкалары, тескерисинче, молекулярдык деңгээлде ачык деформацияларды көрсөтүштү.
Тажрыйбалар,тирүү организмдердин (сүт эмүүчүлөрдүн) клеткалары жана ткандары боюнча жүргүзүлгөн изилдөөлөр космос бул органдардын нормалдуу абалына жана иштешине эч кандай таасир этпей турганын далилдеди.
Медициналык изилдөөлөрдүн ар кандай түрлөрү (томография, MRI, кан жана заара анализдери, кардиограмма, компьютердик томография ж. 86 күнгө чейин.
Лабораториялык шарттарда салмаксыздыктын абалына мумкун болушунча жакындап калууга жана ошентип бул абалдын организмге тийгизген таасиринин бардык аспектилерин изилдееге мумкундук берген жасалма система кайра тузулду. Бул өз кезегинде адамдын нөлдүк тартылуу күчүндө учуу учурунда бул фактордун таасирин болтурбоо үчүн бир катар профилактикалык чараларды иштеп чыгууга мүмкүндүк берди.
Экзобиологиянын натыйжалары Жердин биосферасынан тышкары органикалык системалардын бар экендигин көрсөткөн маалыматтар. Азырынча бул божомолдордун теориялык формулировкасы гана мүмкүн болуп калды, бирок жакында илимпоздор практикалык далилдерди да алууну пландаштырууда.
Биологдордун, физиктердин, врачтардын, экологдордун жана химиктердин изилдөөлөрүнүн аркасында адамдын биосферага тийгизген таасиринин терең механизмдери ачылды. Бул планетадан башка жасалма экосистемаларды түзүү жана аларга Жердегидей эле таасир көрсөтүү аркылуу мүмкүн болду.
Бул бүгүнкү күндө космостук биологиянын, космологиянын жана медицинанын бардык жетишкендиктери эмес, негизгилери гана. Мүмкүнчүлүктөр көп, аларды ишке ашыруусаналган илимдердин келечектеги милдети.
Космостогу жашоо
Заманбап идеяларга ылайык, космосто жашоо болушу мүмкүн, анткени акыркы ачылыштар кээ бир планеталарда жашоонун пайда болушу жана өнүгүшү үчүн ылайыктуу шарттардын бар экендигин тастыктайт. Бирок бул маселе боюнча аалымдардын пикирлери эки категорияга бөлүнөт:
- жашоо Жерден башка эч жерде жок, эч качан болгон эмес жана болбойт;
- жашоо космостун кең мейкиндигинде бар, бирок адамдар аны ача элек.
Гипотезалардын кайсынысы туура - аны ар бир адам өзү чечет. Бири үчүн да, экинчиси үчүн да жетиштүү далилдер жана жокко чыгаруулар бар.
