Biologiya elminə çoxlu müxtəlif bölmələr, böyük və kiçik uşaq elmləri daxildir. Və onların hər biri təkcə insan həyatında deyil, bütövlükdə planet üçün vacibdir.
Ardıcıl ikinci əsrdir ki, insanlar həyatın bütün təzahürlərində təkcə yer üzünün müxtəlifliyini öyrənməyə deyil, həm də planetdən kənarda, kosmosda həyatın olub-olmadığını öyrənməyə çalışırlar. Bu məsələlərlə xüsusi elm - kosmik biologiya məşğul olur. Bu, icmalımızda müzakirə olunacaq.
Biologiya Bölməsi - Kosmik Biologiya
Bu elm nisbətən gəncdir, lakin çox intensiv inkişaf edir. Öyrənin əsas aspektləri bunlardır:
- Kosmosun faktorları və onların canlıların orqanizmlərinə təsiri, kosmosda və ya təyyarədə bütün canlı sistemlərin həyati fəaliyyəti.
- Kosmosun iştirakı ilə planetimizdə həyatın inkişafı, canlı sistemlərin təkamülü və planetimizdən kənarda biokütlənin mövcud olma ehtimalı.
- Rahat yaşamaq üçün qapalı sistemlərin qurulması və onlarda real yaşayış şəraitinin yaradılması imkanlarıkosmosda orqanizmlərin inkişafı və böyüməsi.
Kosmik tibb və biologiya kosmosda canlıların fizioloji vəziyyətini, onların planetlərarası fəzalarda yayılmasını və təkamülü birgə öyrənən bir-biri ilə sıx əlaqəli elmlərdir.
Bu elmlərin tədqiqi sayəsində kosmosda insan tapmaq üçün optimal şərtləri seçmək və sağlamlığa heç bir zərər verməmək mümkün olmuşdur. Kosmosda həyatın mövcudluğu, bitki və heyvanların (birhüceyrəli, çoxhüceyrəli) çəkisizlikdə yaşamaq və inkişaf etmək qabiliyyətinə dair böyük material toplanıb.
Elmin inkişaf tarixi
Kosmik biologiyanın kökləri qədim dövrlərə gedib çıxır, o zaman filosoflar və mütəfəkkirlər - təbiətşünaslar Aristotel, Heraklit, Platon və başqaları ulduzlu səmanı seyr edərək Ay və Günəşin Yerlə əlaqəsini müəyyən etməyə çalışırdılar., onların kənd təsərrüfatı torpaqlarına və heyvanlara təsirinin səbəblərini anlamaq üçün.
Daha sonra, orta əsrlərdə Yerin formasını müəyyən etməyə və onun fırlanmasını izah etməyə cəhdlər başladı. Uzun müddət Ptolemeyin yaratdığı bir nəzəriyyə var idi. O, Yerin Kainatın mərkəzi olmasından və bütün digər planetlərin və göy cisimlərinin onun ətrafında hərəkət etdiyindən (geosentrik sistem) danışdı.
Lakin bu müddəaların yanlışlığını sübut edən və dünya quruluşunun özünə məxsus heliosentrik sistemini təklif edən başqa bir alim, Qütb Nikolay Kopernik var idi: mərkəzdə Günəş yerləşir və bütün planetlər ətrafında hərəkət edir. Günəş də bir ulduzdur. Onun fikirləri Giordanonun izləyiciləri tərəfindən dəstəklənibBruno, Newton, Kepler, Galileo.
Lakin kosmos biologiyası bir elm kimi çox sonralar meydana çıxdı. Yalnız 20-ci əsrdə rus alimi Konstantin Eduardoviç Tsiolkovski insanlara kosmosun dərinliklərinə nüfuz etməyə və onları yavaş-yavaş öyrənməyə imkan verən bir sistem hazırladı. O, haqlı olaraq bu elmin atası hesab olunur. Həmçinin, Eynşteyn, Bor, Plank, Landau, Fermi, Kapitsa, Boqolyubov və başqalarının fizika və astrofizika, kvant kimyası və mexanikasında kəşfləri kosmobiologiyanın inkişafında böyük rol oynamışdır.
İnsanlara uzun müddət planlaşdırılmış kosmosa uçuşlar etməyə imkan verən yeni elmi araşdırma, Tsiolkovskinin tərtib etdiyi yerdənkənar şəraitin təhlükəsizliyi və təsiri üçün xüsusi tibbi və bioloji əsaslandırmaları müəyyən etməyə imkan verdi. Onların mahiyyəti nə idi?
- Alimlərə çəkisizliyin məməli orqanizmlərə təsiri üçün nəzəri əsaslandırma verilmişdir.
- O, laboratoriyada kosmik şəraitin bir neçə variantını modelləşdirdi.
- Astronavtlara bitkilərin köməyi və maddənin dövranı ilə qida və su əldə etmək üçün təklif edilən variantlar.
Beləliklə, bu gün də öz aktuallığını itirməyən astronavtikanın bütün əsas postulatlarını məhz Tsiolkovski qoydu.
Çəkisizlik
Kosmosda dinamik amillərin insan orqanizminə təsirinin öyrənilməsi sahəsində müasir bioloji tədqiqatlar astronavtlara eyni amillərin mənfi təsirindən maksimum dərəcədə xilas olmağa imkan verir.
Üç əsas dinamik xüsusiyyət var:
- vibrasiya;
- sürətlənmə;
- çəkisizlik.
İnsan orqanizminə ən qeyri-adi və əhəmiyyətli təsir çəkisizlikdir. Bu, cazibə qüvvəsinin yox olduğu və digər inertial təsirlərlə əvəz olunmadığı bir vəziyyətdir. Bu zaman insan kosmosda bədənin mövqeyini idarə etmək qabiliyyətini tamamilə itirir. Belə vəziyyət artıq kosmosun aşağı təbəqələrində başlayır və onun bütün məkanında davam edir.
Tibbi və bioloji tədqiqatlar göstərir ki, çəkisizlik vəziyyətində insan orqanizmində aşağıdakı dəyişikliklər baş verir:
- Ürək döyüntüsü artır.
- Əzələlər rahatlaşır (tonus yox olur).
- Azalan performans.
- Mümkün məkan hallüsinasiyaları.
Çəkisizlikdə olan insan sağlamlığına zərər vermədən 86 günə qədər qala bilir. Bu empirik şəkildə sübut edilmiş və tibbi baxımdan təsdiq edilmişdir. Bununla belə, bu gün kosmik biologiya və təbabətin vəzifələrindən biri çəkisizliyin ümumilikdə insan orqanizminə təsirinin qarşısını almaq, yorğunluğu aradan qaldırmaq, normal fəaliyyəti artırmaq və möhkəmləndirmək üçün kompleks tədbirlər hazırlamaqdır.
Astronavtların çəkisizliyə qalib gəlmək və bədən üzərində nəzarəti saxlamaq üçün müşahidə etdikləri bir sıra şərtlər var:
- təyyarənin dizaynı sərnişinlər üçün zəruri təhlükəsizlik standartlarına ciddi şəkildə uyğundur;
- kosmonavtlar gözlənilməz yuxarı uçuşlardan qaçmaq üçün həmişə oturacaqlarına diqqətlə bağlanırlar;
- gəmidəki bütün əşyalar ciddidirzədələnməmək üçün sabit yer və lazımi şəkildə sabitlənməlidir;
- Mayelər yalnız bağlı, möhürlənmiş qablarda saxlanılır.
Çəkisizliyin aradan qaldırılmasında yaxşı nəticələr əldə etmək üçün astronavtlar Yer kürəsində hərtərəfli təlim keçirlər. Amma təəssüf ki, indiyə qədər müasir elmi araşdırmalar laboratoriyada belə şərait yaratmağa imkan vermir. Planetimizdə cazibə qüvvəsinə qalib gəlmək mümkün deyil. Bu, həm də kosmos və tibbi biologiya üçün gələcək problemlərdən biridir.
Kosmosda G-qüvvələr (sürətlənmələr)
Kosmosda insan orqanizminə təsir edən digər mühüm amil sürətlənmə və ya həddindən artıq yüklənmədir. Bu amillərin mahiyyəti kosmosda güclü yüksək sürətli hərəkətlər zamanı bədənə yükün qeyri-bərabər yenidən bölüşdürülməsinə qədər azalır. Sürətlənmənin iki əsas növü var:
- qısamüddətli;
- uzun.
Biotibbi tədqiqatların göstərdiyi kimi, hər iki sürətlənmə astronavtın bədəninin fizioloji vəziyyətinə təsir etməkdə çox vacibdir.
Beləliklə, məsələn, qısamüddətli sürətlənmələrin təsiri altında (onlar 1 saniyədən az davam edir) orqanizmdə molekulyar səviyyədə geri dönməz dəyişikliklər baş verə bilər. Həmçinin, orqanlar öyrədilməyibsə, kifayət qədər zəifdirsə, onların membranlarının yırtılması riski var. Bu cür təsirlər kapsulun kosmosda astronavtla ayrılması zamanı, onun atılması zamanı həyata keçirilə bilər.və ya gəmi orbitə enərkən.
Ona görə də kosmonavtların kosmosa uçmazdan əvvəl hərtərəfli tibbi müayinədən keçmələri və müəyyən fiziki hazırlıq keçmələri çox vacibdir.
Uzun təsirli sürətlənmə raketin buraxılması və enməsi zamanı, həmçinin kosmosda bəzi fəza yerlərində uçuş zamanı baş verir. Bu cür sürətlənmələrin orqanizmə təsiri, elmi tibbi araşdırmaların verdiyi məlumatlara görə, belədir:
- ürək döyüntüsü və nəbz sürətlənir;
- nəfəs sürətlənir;
- ürəkbulanma və zəiflik, solğun dəri var;
- görmə əziyyət çəkir, gözlərin qarşısında qırmızı və ya qara film görünür;
- oynaqlarda, əzalarda ağrı hiss edə bilər;
- əzələ toxuması tonu azalır;
- neyromoral tənzimləmə dəyişiklikləri;
- ağciyərlərdə və bütövlükdə orqanizmdə qaz mübadiləsi fərqli olur;
- tərləməyə səbəb ola bilər.
G-qüvvələr və çəkisizlik tibb alimlərini müxtəlif yollar tapmağa məcbur edir. uyğunlaşmaq, astronavtları yetişdirmək imkanı verir ki, onlar bu amillərin təsirinə sağlamlığa zərər vermədən və səmərəliliyi itirmədən tab gətirə bilsinlər.
Astronavtları sürətləndirməyə öyrətməyin ən təsirli yollarından biri sentrifuqa aparatıdır. Bu, həddindən artıq yüklərin təsiri altında bədəndə baş verən bütün dəyişiklikləri müşahidə edə bilərsiniz. O, həmçinin bu amilin təsirinə məşq etməyə və uyğunlaşmağa imkan verir.
Kosmos uçuşu və dərman
Kosmos uçuşları, şübhəsiz ki, insanların, xüsusən də təlim keçməmiş və ya xroniki xəstəlikləri olan insanların sağlamlığına çox böyük təsir göstərir. Buna görə də vacib bir cəhət uçuşun bütün incəliklərinin, yerdənkənar qüvvələrin ən müxtəlif və inanılmaz təsirlərinə bədənin bütün reaksiyalarının tibbi tədqiqidir.
Çəkisizlikdə uçmaq müasir təbabəti və biologiyanı astronavtları normal qidalanma, istirahət, oksigen təchizatı, iş qabiliyyəti və s. ilə təmin etmək üçün bir sıra tədbirlər icad etməyə və formalaşdırmağa (eyni zamanda, əlbəttə ki, həyata keçirməyə) məcbur edir.
Bundan əlavə, tibb gözlənilməz, fövqəladə vəziyyətlər zamanı kosmonavtlara layiqli yardım göstərmək, həmçinin digər planetlərin və fəzaların naməlum qüvvələrinin təsirindən qorunmaq üçün nəzərdə tutulub. Bu kifayət qədər çətindir, çox vaxt və səy, böyük nəzəri baza, yalnız ən son müasir avadanlıq və dərmanların istifadəsi tələb olunur.
Bundan əlavə, tibbin fizika və biologiya ilə yanaşı, astronavtları kosmik şəraitin fiziki amillərindən qorumaq vəzifəsi var, məsələn:
- temperatur;
- radiasiya;
- təzyiq;
- meteoritlər.
Ona görə də bütün bu amillərin və xüsusiyyətlərin öyrənilməsi çox vacibdir.
Biologiyada tədqiqat metodları
Kosmik biologiya, hər hansı digər biologiya elmləri kimi, tədqiqat aparmağa, nəzəri material toplamağa və onu praktiki nəticələrlə təsdiq etməyə imkan verən müəyyən üsullar toplusuna malikdir. Bu üsullar zamanladəyişməz qalır, cari vaxta uyğun olaraq yenilənir və müasirləşir. Bununla belə, biologiyanın tarixən müəyyən edilmiş üsulları bu günə qədər aktuallığını qoruyur. Bunlara daxildir:
- Müşahidə.
- Təcrübə.
- Tarixi təhlil.
- Təsvir.
- Müqayisə.
Bu bioloji tədqiqat üsulları əsasdır, istənilən vaxt aktualdır. Ancaq elm və texnologiyanın, elektron fizikanın və molekulyar biologiyanın inkişafı ilə ortaya çıxan bir sıra başqaları da var. Onlar müasir adlanır və bütün bioloji-kimyəvi, tibbi və fizioloji proseslərin öyrənilməsində ən böyük rol oynayırlar.
Müasir üsullar
- Gen mühəndisliyi və bioinformatikanın üsulları. Buraya aqrobakterial və ballistik transformasiya, PCR (polimeraza zəncirvari reaksiyalar) daxildir. Bu tip bioloji tədqiqatların rolu böyükdür, çünki məhz onlar astronavtların rahatlığı üçün reaktiv yaylım atəşi sistemlərinin və kabinələrinin qidalanması və oksigenləşdirilməsi probleminin həlli variantlarını tapmağa imkan verir.
- Zülal kimyası və histokimya üsulları. Canlı sistemlərdə zülalları və fermentləri idarə etməyə icazə verin.
- Flüoresan mikroskopiya, super rezolyusiyaya malik mikroskopiyadan istifadə.
- Molekulyar biologiya və biokimyadan istifadə və onların tədqiqat metodları.
- Biotemetriya mühəndis və həkimlərin bioloji əsasda birgə işinin nəticəsi olan üsuldur. Bu, işin bütün fizioloji vacib funksiyalarını idarə etməyə imkan verir.insan bədəninin radio rabitə kanallarından və kompüter yazıcısından istifadə edərək, bir məsafədə orqanizm. Kosmik biologiya bu metoddan kosmik şəraitin astronavtların orqanizmlərinə təsirini izləmək üçün əsas kimi istifadə edir.
- Planetlərarası fəzanın bioloji göstəricisi. Ətraf mühitin planetlərarası vəziyyətlərini qiymətləndirməyə, müxtəlif planetlərin xüsusiyyətləri haqqında məlumat əldə etməyə imkan verən kosmik biologiyanın çox vacib bir üsulu. Burada əsas daxili sensorlar olan heyvanların istifadəsidir. Orbitlərdən məlumat çıxaran eksperimental heyvanlardır (siçanlar, itlər, meymunlar) və yerüstü alimlər tərəfindən analiz və nəticələr üçün istifadə olunur.
Müasir bioloji tədqiqat metodları təkcə kosmik biologiyanın deyil, həm də universal problemlərin mütərəqqi problemlərini həll etməyə imkan verir.
Kosmos biologiyasının problemləri
Biotibbi tədqiqatın sadalanan bütün üsulları, təəssüf ki, hələ də kosmik biologiyanın bütün problemlərini həll edə bilməyib. Bu günə kimi aktual olan bir sıra aktual məsələlər var. Gəlin kosmik tibb və biologiyanın üzləşdiyi əsas problemlərə nəzər salaq.
- Sağlamlıq vəziyyəti həkimlərin bütün tələblərinə cavab verə bilən kosmosa uçuş üçün təlim keçmiş kadrların seçilməsi (o cümlədən, astronavtlara uçuşlar üçün ciddi təlim və təlimlərə tab gətirmək imkanı).
- Layiqli təlim səviyyəsi və işçi kosmik ekipajlar üçün lazım olan hər şeylə təchizat.
- Hər tərəfdən təhlükəsizliyin təmin edilməsi (o cümlədən naməlum və ya xarici təsir faktorlarıdigər planetlərdən) işləyən gəmilər və təyyarə strukturları.
- Astronavtların Yerə qayıtdıqdan sonra psixo-fizioloji reabilitasiyası.
- Astronavtları və kosmik gəmiləri radiasiyadan qorumaq yollarının işlənib hazırlanması.
- Kosmos uçuşları zamanı kabinlərdə normal yaşayış şəraitinin təmin edilməsi.
- Kosmos təbabətində qabaqcıl kompüter texnologiyasının inkişafı və tətbiqi.
- Kosmik teletibb və biotexnologiyanın tətbiqi. Bu elmlərin üsullarından istifadə.
- Astronavtların Marsa və digər planetlərə rahat uçuşları üçün tibbi və bioloji problemlərin həlli.
- Kosmosda oksigen təchizatı problemini həll edəcək farmakoloji vasitələrin sintezi.
İnkişaf edilmiş, təkmilləşdirilmiş və mürəkkəb biotibbi tədqiqatların tətbiqi üsulları, şübhəsiz ki, bütün vəzifələri və mövcud problemləri həll edəcəkdir. Ancaq bunun nə vaxt olacağı çətin və gözlənilməz sualdır.
Qeyd etmək lazımdır ki, bütün bu məsələlərlə təkcə rus alimləri deyil, bütün dünya ölkələrinin Elmi Şurası məşğul olur. Və bu böyük bir artıdır. Axı, birgə tədqiqatlar və axtarışlar qeyri-mütənasib olaraq daha böyük və daha sürətli müsbət nəticə verəcəkdir. Kosmik problemlərin həllində sıx qlobal əməkdaşlıq yerdənkənar kosmosun tədqiqində uğurun açarıdır.
Müasir nailiyyətlər
Belə nailiyyətlər çoxdur. Axı, hər gün hərtərəfli və zəhmətli intensiv iş aparılır ki, bu da getdikcə daha çoxunu tapmağa imkan verir.materiallar, nəticələr çıxarmaq və fərziyyələr formalaşdırmaq.
21-ci əsrin kosmologiyada ən mühüm kəşflərindən biri Marsda suyun kəşfi oldu. Bu, dərhal planetdə həyatın olub-olmaması, yer kürəsinin Marsa köçürülməsinin mümkünlüyü və s. haqqında onlarla fərziyyənin yaranmasına səbəb oldu.
Digər bir kəşf isə odur ki, elm adamları insanın kosmosda mümkün qədər rahat və ciddi nəticələr olmadan ola biləcəyi yaş hədlərini müəyyən ediblər. Bu yaş 45 yaşdan başlayır və təxminən 55-60 yaşda bitir. Kosmosa gedən gənclər Yerə qayıtdıqdan, uyğunlaşaraq və yenidən qurulandan sonra son dərəcə psixoloji və fizioloji əziyyət çəkirlər.
Ayda da su kəşf edilib (2009). Yerin peykində civə və böyük miqdarda gümüş də tapılıb.
Bioloji tədqiqat metodları, eləcə də mühəndislik və fiziki göstəricilər bizə əminliklə belə qənaətə gəlməyə imkan verir ki, ion şüalanmasının və kosmosda məruz qalmanın təsirləri zərərsizdir (ən azı Yerdəkindən daha zərərli deyil).
Elmi araşdırmalar sübut edib ki, kosmosda uzun müddət qalmaq astronavtların fiziki sağlamlığına təsir etmir. Bununla belə, psixoloji problemlər qalmaqdadır.
Ali bitkilərin kosmosda olmaya fərqli reaksiya verdiyini sübut edən tədqiqatlar aparılıb. Araşdırmada bəzi bitkilərin toxumlarında heç bir genetik dəyişiklik müşahidə edilməmişdir. Digərləri, əksinə, molekulyar səviyyədə aşkar deformasiyalar göstərdi.
Təcrübələr,canlı orqanizmlərin (məməlilərin) hüceyrə və toxumaları üzərində aparılan tədqiqatlar sübut etdi ki, kosmos bu orqanların normal vəziyyətinə və fəaliyyətinə təsir etmir.
Müxtəlif növ tibbi tədqiqatlar (tomoqrafiya, MRT, qan və sidik testləri, kardioqramma, kompüter tomoqrafiyası və s.) insan hüceyrələrinin kosmosda qaldığı zaman fizioloji, biokimyəvi, morfoloji xüsusiyyətlərinin dəyişməz qaldığı qənaətinə gəldi. 86 günə qədər.
Laboratoriya şəraitində çəkisizlik vəziyyətinə mümkün qədər yaxınlaşmağa və bununla da bu vəziyyətin orqanizmə təsirinin bütün aspektlərini öyrənməyə imkan verən süni sistem yenidən yaradıldı. Bu, öz növbəsində, insanın sıfır çəkisi şəraitində uçuşu zamanı bu amilin təsirinin qarşısını almaq üçün bir sıra qabaqlayıcı tədbirlərin işlənib hazırlanmasına imkan verdi.
Ekzobiologiyanın nəticələri Yerin biosferindən kənarda üzvi sistemlərin mövcudluğunu göstərən məlumatlardır. İndiyə qədər bu fərziyyələrin yalnız nəzəri formalaşdırılması mümkün olub, lakin tezliklə elm adamları praktiki sübutlar da əldə etməyi planlaşdırırlar.
Bioloqların, fiziklərin, həkimlərin, ekoloqların və kimyaçıların tədqiqatları sayəsində insanın biosferə təsirinin dərin mexanizmləri aşkar edilmişdir. Bu, planetdən kənarda süni ekosistemlər yaratmaq və onlara Yerdəki kimi təsir göstərməklə mümkün olub.
Bu gün kosmos biologiyasının, kosmologiyasının və təbabətinin bütün nailiyyətləri deyil, yalnız əsas olanlarıdır. Potensial çoxdur, onun həyata keçirilməsidirsadalanan elmlərin gələcək üçün vəzifəsi.
Kosmosda həyat
Müasir fikirlərə görə, kosmosda həyat mövcud ola bilər, çünki son kəşflər bəzi planetlərdə həyatın yaranması və inkişafı üçün əlverişli şəraitin olduğunu təsdiqləyir. Bununla belə, alimlərin bu məsələ ilə bağlı fikirləri iki kateqoriyaya bölünür:
- həyat Yerdən başqa heç yerdə deyil, heç vaxt olmayıb və olmayacaq;
- həyat kosmosun geniş ərazilərində mövcuddur, lakin insanlar bunu hələ kəşf etməyiblər.
Fərziyyələrdən hansı düzgündür - bu, hər bir fərddən asılıdır. Həm biri, həm də digəri üçün kifayət qədər sübut və təkzib var.
