La ciencia de la biología incluye muchas secciones diferentes, ciencias hijas grandes y pequeñas. Y cada uno de ellos es importante no solo en la vida humana, sino también para todo el planeta en su conjunto.

Por segundo siglo consecutivo, la gente ha estado tratando de estudiar no solo la variedad de vida terrestre en todas sus manifestaciones, sino también para averiguar si hay vida fuera del planeta, en el espacio. Estas cuestiones son tratadas por una ciencia especial: la biología espacial. Se discutirá en nuestra revisión.

Capítulo

Esta ciencia es relativamente joven, pero se está desarrollando muy rápidamente. Los principales aspectos del estudio son:

1. Los factores espaciales y su influencia en los organismos de los seres vivos, la actividad vital de todos los sistemas vivos en el espacio o en la aeronave.
2. El desarrollo de la vida en nuestro planeta con la participación del espacio, la evolución de los sistemas vivos y la probabilidad de existencia de biomasa fuera de nuestro planeta.
3. Posibilidades de construir sistemas cerrados y crear condiciones de vida reales en ellos para el cómodo desarrollo y crecimiento de organismos en el espacio exterior.

La medicina espacial y la biología son ciencias estrechamente relacionadas, que estudian conjuntamente el estado fisiológico de los seres vivos en el espacio, su predominio en los espacios interplanetarios y la evolución.

Gracias a la investigación de estas ciencias, fue posible seleccionar las condiciones óptimas para encontrar personas en el espacio y sin causar ningún daño a la salud. Se ha recopilado una gran cantidad de material sobre la presencia de vida en el espacio, las posibilidades de plantas y animales (unicelulares, multicelulares) de vivir y desarrollarse en gravedad cero.

Historia del desarrollo de la ciencia

Las raíces de la biología espacial se remontan a la antigüedad, cuando los filósofos y pensadores (los científicos naturales Aristóteles, Heráclito, Platón y otros) observaron el cielo estrellado, tratando de revelar la relación de la Luna y el Sol con la Tierra, para comprender las razones. por su influencia en las tierras agrícolas y los animales.

Posteriormente, en la Edad Media, se empezaron a intentar determinar la forma de la Tierra y explicar su rotación. Durante mucho tiempo se escuchó la teoría creada por Ptolomeo. Ella dijo que la Tierra es y todos los demás planetas y cuerpos celestes se mueven a su alrededor.

Sin embargo, hubo otro científico, el polaco Nicolás Copérnico, que demostró la falsedad de estas afirmaciones y propuso su propio sistema heliocéntrico de la estructura del mundo: en el centro está el Sol, y todos los planetas se mueven alrededor. En este caso, el Sol también es una estrella. Sus puntos de vista fueron apoyados por los seguidores de Giordano Bruno, Newton, Kepler, Galileo.

Sin embargo, fue la biología espacial como ciencia la que apareció mucho más tarde. Solo en el siglo XX, el científico ruso Konstantin Eduardovich Tsiolkovsky desarrolló un sistema que permite a las personas penetrar en las profundidades del espacio y estudiarlas lentamente. Se le considera legítimamente el padre de esta ciencia. Además, los descubrimientos en física y astrofísica, química cuántica y mecánica de Einstein, Bohr, Planck, Landau, Fermi, Kapitsa, Bogolyubov y otros jugaron un papel importante en el desarrollo de la cosmobiología.

Una nueva investigación científica, que permitió a las personas realizar las misiones al espacio planificadas desde hace mucho tiempo, permitió identificar justificaciones médicas y biológicas específicas para la seguridad e influencia de las condiciones extraterrestres, que fueron formuladas por Tsiolkovsky. Cual era su esencia?

1. Los científicos han proporcionado una justificación teórica del efecto de la ingravidez en los organismos mamíferos.
2. Modeló varias opciones para crear condiciones espaciales en el laboratorio.
3. Propuso opciones para que los astronautas obtengan alimentos y agua utilizando plantas y el ciclo de sustancias.

Así, fue Tsiolkovsky quien estableció todos los postulados básicos de la cosmonáutica, que no han perdido su relevancia hoy.

Ingravidez

La investigación biológica moderna en el campo del estudio de la influencia de los factores dinámicos en el cuerpo humano en el espacio permite a los cosmonautas deshacerse al máximo de la influencia negativa de estos mismos factores.

Hay tres características dinámicas principales:

• vibración;
• aceleración;
• ingravidez.

El efecto más inusual e importante en el cuerpo humano es precisamente la ingravidez. Este es un estado en el que la fuerza de la gravedad desaparece y no es reemplazada por otras influencias inerciales. En este caso, una persona pierde por completo la capacidad de controlar la posición del cuerpo en el espacio. Este estado comienza ya en las capas inferiores del espacio y persiste en todo su espacio.

Los estudios biomédicos han demostrado que en el estado de ingravidez se producen los siguientes cambios en el cuerpo humano:

1. Los latidos del corazón aumentan.
2. Los músculos se relajan (el tono desaparece).
3. Disminución de la eficiencia.
4. Son posibles las alucinaciones espaciales.

Una persona en gravedad cero puede permanecer hasta 86 días sin dañar su salud. Esto ha sido probado empírica y médicamente. Sin embargo, una de las tareas de la biología y la medicina espacial en la actualidad es el desarrollo de un conjunto de medidas para prevenir la influencia de la ingravidez en el cuerpo humano en general, eliminar la fatiga, aumentar y consolidar el rendimiento normal.

Hay una serie de condiciones que los astronautas observan para superar la ingravidez y mantener el control sobre el cuerpo:

Para lograr buenos resultados en la superación de la ingravidez, los astronautas se someten a un entrenamiento exhaustivo en la Tierra. Pero, desafortunadamente, hasta ahora los modernos no permiten crear tales condiciones en el laboratorio. No es posible vencer la fuerza de la gravedad en nuestro planeta. También es uno de los desafíos para el futuro de la biología médica y espacial.

Fuerzas G en el espacio (aceleración)

Otro factor importante que afecta al cuerpo humano en el espacio es la aceleración o sobrecarga. La esencia de estos factores se reduce a una redistribución desigual de la carga sobre el cuerpo durante los fuertes movimientos de alta velocidad en el espacio. Hay dos tipos principales de aceleración:

• término corto;
• a largo plazo.

Como lo demuestra la investigación biomédica, ambas aceleraciones son muy importantes para influir en el estado fisiológico del organismo del astronauta.

Entonces, por ejemplo, bajo la acción de aceleraciones a corto plazo (duran menos de 1 segundo) pueden ocurrir cambios irreversibles en el cuerpo a nivel molecular. Además, si los órganos no están entrenados, son lo suficientemente débiles, existe el riesgo de rotura de sus membranas. Tales influencias pueden llevarse a cabo durante la separación de la cápsula con el astronauta en el espacio, durante su eyección o durante el aterrizaje de la nave espacial en órbitas.

Por lo tanto, es muy importante que los astronautas se sometan a un examen médico exhaustivo y un poco de entrenamiento físico antes de viajar al espacio.

La aceleración a largo plazo ocurre durante el lanzamiento y aterrizaje de un cohete, así como durante el vuelo en algunas ubicaciones espaciales en el espacio. El efecto de tales aceleraciones en el organismo, según los datos aportados por la investigación médica científica, es el siguiente:

• aumento de la frecuencia cardíaca y del pulso;
• la respiración se acelera;
• hay aparición de náuseas y debilidad, palidez de la piel;
• la visión sufre, aparece una película roja o negra ante los ojos;
• posiblemente una sensación de dolor en las articulaciones, extremidades;
• el tono muscular cae;
• cambios en la regulación neuro-humoral;
• el intercambio de gases en los pulmones y en el cuerpo en general se vuelve diferente;
• es posible sudar.

Las fuerzas G y la gravedad cero obligan a los científicos médicos a encontrar diferentes formas. permitiendo adaptarse, entrenar a los astronautas para que puedan soportar la acción de estos factores sin consecuencias para la salud y sin pérdida de rendimiento.

Una de las formas más efectivas de entrenar a los astronautas para la aceleración es un aparato centrífugo. Es en él donde se pueden observar todos los cambios que ocurren en el cuerpo bajo la acción de las sobrecargas. También te permite entrenar y adaptarte a la influencia de este factor.

Vuelo espacial y medicina

Los vuelos espaciales, por supuesto, tienen un impacto muy grande en la salud de las personas, especialmente en las personas no capacitadas o con enfermedades crónicas. Por tanto, un aspecto importante es la investigación médica de todas las sutilezas del vuelo, de todas las reacciones del cuerpo a los más diversos e increíbles efectos de las fuerzas extraterrestres.

El vuelo en gravedad cero obliga a la medicina y la biología modernas a idear y formular (al mismo tiempo, implementar, por supuesto) un conjunto de medidas para proporcionar a los astronautas una nutrición normal, descanso, suministro de oxígeno, preservación de la capacidad de trabajo, etc.

Además, la medicina está diseñada para proporcionar a los astronautas una ayuda digna en caso de situaciones de emergencia imprevistas, así como protección contra los efectos de fuerzas desconocidas de otros planetas y espacios. Es bastante difícil, requiere mucho tiempo y esfuerzo, una gran base teórica, el uso de los últimos equipos y medicamentos modernos.

Además, la medicina, junto con la física y la biología, tiene como tarea proteger a los astronautas de los factores físicos de las condiciones espaciales, tales como:

• temperatura;
• radiación;
• presión;
• meteoritos.

Por tanto, el estudio de todos estos factores y características es muy importante.

en biología

La biología espacial, como cualquier otra ciencia biológica, posee un determinado conjunto de métodos que permiten realizar investigaciones, acumular material teórico y confirmarlo con conclusiones prácticas. Estos métodos no permanecen inalterados en el tiempo, se actualizan y modernizan de acuerdo con el tiempo actual. Sin embargo, los métodos de biología históricamente establecidos siguen siendo relevantes hasta el día de hoy. Éstos incluyen:

1. Observación.
2. Experimentar.
3. Análisis histórico.
4. Descripción.
5. Comparación.

Estos métodos de investigación biológica son básicos, relevantes en cualquier momento. Pero hay varios otros que han surgido con el desarrollo de la ciencia y la tecnología, la física electrónica y la biología molecular. Se les llama modernos y juegan el papel más importante en el estudio de todos los procesos biológicos, químicos, médicos y fisiológicos.

Métodos modernos

1. Métodos de ingeniería genética y bioinformática. Esto incluye transformación balística y agrobacteriana, PCR (reacciones en cadena de la polimerasa). El papel de las investigaciones biológicas de este tipo es grande, ya que son ellas las que permiten encontrar opciones para solucionar el problema de la nutrición y la saturación de oxígeno y cabinas para un estado confortable de los astronautas.
2. Métodos de química e histoquímica de proteínas... Le permite controlar proteínas y enzimas en los sistemas vivos.
3. Usando microscopía de fluorescencia, microscopía de superresolución.
4. Usos de la biología molecular y la bioquímica y sus métodos de investigación.
5. Biotelemetría- un método que es el resultado de una combinación del trabajo de ingenieros y médicos sobre una base biológica. Le permite controlar todas las funciones fisiológicamente importantes del cuerpo a distancia utilizando canales de comunicación por radio del cuerpo humano y una grabadora de computadora. La biología espacial utiliza este método como método principal para rastrear los efectos de las condiciones espaciales en los astronautas.
6. Indicación biológica del espacio interplanetario.... Un método muy importante de biología espacial, que permite evaluar los estados interplanetarios del medio ambiente, para obtener información sobre las características de diferentes planetas. La base aquí es el uso de animales con sensores integrados. Son los animales de experimentación (ratones, perros, monos) los que extraen información de las órbitas, que utilizan los científicos de la tierra para análisis y conclusiones.

Los métodos modernos de investigación biológica permiten resolver problemas avanzados no solo en biología espacial, sino también en los universales.

Problemas de biología espacial

Todos los métodos enumerados de investigación médica y biológica, lamentablemente, aún no han podido resolver todos los problemas de la biología espacial. Hay una serie de cuestiones candentes que siguen siendo urgentes hasta el día de hoy. Consideremos los principales problemas a los que se enfrenta la medicina y la biología espaciales.

1. La selección de personal capacitado para vuelos espaciales, cuyo estado de salud podría cumplir con todos los requisitos de los médicos (incluido permitir que los astronautas soporten un entrenamiento riguroso y un entrenamiento para vuelos).
2. Nivel decente de capacitación y suministro de todos los equipos necesarios en el espacio de trabajo.
3. Garantizar la seguridad en todos los aspectos (incluidos los factores inexplorados o extraños de influencia de otros planetas) hasta los barcos y las estructuras de las aeronaves en funcionamiento.
4. Rehabilitación psicofisiológica de astronautas a su regreso a la Tierra.
5. Desarrollo de formas de proteger a los astronautas y
6. Garantizar unas condiciones de vida normales en las cabinas durante los vuelos espaciales.
7. Desarrollo y aplicación de tecnologías informáticas modernizadas en medicina espacial.
8. Implementación de telemedicina y biotecnología espacial. Utilizando los métodos de estas ciencias.
9. Solución de problemas médicos y biológicos para vuelos cómodos de astronautas a Marte y otros planetas.
10. Síntesis de agentes farmacológicos que solucionarán el problema del aporte de oxígeno en el espacio.

Los métodos desarrollados, mejorados y complejos en la aplicación de la investigación biomédica permitirán sin duda resolver todas las tareas y problemas existentes. Sin embargo, cuándo será es una pregunta difícil y bastante impredecible.

Cabe señalar que no solo los científicos rusos, sino también el Consejo Académico de todos los países del mundo están comprometidos en la solución de todos estos problemas. Y esta es una gran ventaja. Después de todo, la investigación y las búsquedas conjuntas darán resultados positivos incomparablemente mayores y más rápidos. La estrecha cooperación mundial para resolver problemas espaciales es la clave del éxito en la exploración del espacio extraterrestre.

Logros modernos

Hay muchos de esos logros. Al fin y al cabo, cada día se realiza un trabajo intensivo, minucioso y minucioso, que nos permite encontrar cada vez más materiales nuevos, sacar conclusiones y formular hipótesis.

Uno de los descubrimientos más importantes del siglo XXI en cosmología fue el descubrimiento de agua en Marte. Esto dio lugar inmediatamente al nacimiento de decenas de hipótesis sobre la presencia o ausencia de vida en el planeta, sobre la posibilidad de reasentamiento de terrícolas en Marte, etc.

Otro descubrimiento fue que los científicos han determinado el rango de edad dentro del cual una persona puede estar lo más cómoda posible y sin consecuencias graves puede estar en el espacio. Esta edad comienza a partir de los 45 años y termina aproximadamente entre los 55 y los 60 años. Los jóvenes que van al espacio sufren enormemente psicológica y fisiológicamente al regresar a la Tierra; son difíciles de adaptar y reconstruir.

También se encontró agua en la Luna (2009). También se encontraron mercurio y una gran cantidad de plata en el satélite de la Tierra.

Los métodos de investigación biológica, así como la ingeniería y los indicadores físicos, nos permiten concluir con confianza que los efectos de la radiación iónica y la irradiación en el espacio son inofensivos (al menos no más dañinos que en la Tierra).

La investigación científica ha demostrado que una estancia prolongada en el espacio no deja huella en la salud física de los astronautas. Sin embargo, los problemas persisten psicológicamente.

Se han realizado estudios que demuestran que las plantas superiores reaccionan de manera diferente al estar en el espacio exterior. Las semillas de algunas plantas no mostraron ningún cambio genético durante el estudio. Otros, en cambio, mostraron claras deformaciones a nivel molecular.

Los experimentos llevados a cabo en células y tejidos de organismos vivos (mamíferos) han demostrado que el espacio no afecta el estado y funcionamiento normal de estos órganos.

Varios tipos de investigación médica (tomografía, resonancia magnética, análisis de sangre y orina, cardiograma, tomografía computarizada, etc.) permitieron concluir que las características fisiológicas, bioquímicas y morfológicas de las células humanas permanecen sin cambios cuando están en el espacio hasta por 86 días. .

En condiciones de laboratorio se recreó un sistema artificial, que permite acercarse lo más posible al estado de ingravidez y así estudiar todos los aspectos de la influencia de este estado en el organismo. Esto permitió, a su vez, desarrollar una serie de medidas preventivas para evitar la influencia de este factor durante el vuelo de una persona en gravedad cero.

Los resultados de la exobiología fueron datos que indicaban la presencia de sistemas orgánicos fuera de la biosfera de la Tierra. Hasta ahora, solo ha sido posible una formulación teórica de estos supuestos, pero pronto los científicos planean obtener evidencia práctica.

Gracias a la investigación de biólogos, físicos, médicos, ecologistas y químicos, se han revelado los profundos mecanismos de la influencia humana en la biosfera. Fue posible lograrlo creando ecosistemas artificiales fuera del planeta y ejerciendo sobre ellos la misma influencia que en la Tierra.

Estos no son todos los logros de la biología espacial, la cosmología y la medicina en la actualidad, sino solo los principales. Existe un gran potencial, cuya realización es tarea de estas ciencias para el futuro.

Vida en el espacio

Según los conceptos modernos, la vida en el espacio puede existir, ya que descubrimientos recientes confirman la existencia en algunos planetas de condiciones adecuadas para el surgimiento y desarrollo de la vida. Sin embargo, las opiniones de los científicos sobre este tema se dividen en dos categorías:

• no hay vida en ningún otro lugar que no sea la Tierra, nunca la ha habido y nunca la habrá;
• la vida existe en las vastas extensiones del espacio exterior, pero la gente aún no la ha descubierto.

Cual de las hipótesis es correcta depende de todos personalmente. Hay suficiente evidencia y refutación para uno y otro.

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Los experimentos en el biosatélite soviético "Kosmos-110" con dos perros a bordo y en el biosatélite estadounidense "Bios-3" con un mono a bordo fueron importantes para el desarrollo ulterior de la dirección ecofisiológica de la investigación. Durante el vuelo de 22 días, los perros estuvieron expuestos por primera vez no solo a la influencia de factores inevitablemente inherentes, sino también a una serie de influencias especiales (irritación del nervio sinusal por corriente eléctrica, pinzamiento de las arterias carótidas, etc. .), cuyo objetivo es dilucidar las peculiaridades de la regulación nerviosa de la circulación sanguínea en condiciones de ingravidez. La presión arterial en los animales se registró de forma directa. Durante el vuelo del mono en el biosatélite "Bios-3", que duró 8,5 días, se descubrieron cambios graves en los ciclos de sueño y vigilia (fragmentación de los estados de conciencia, transiciones rápidas de la somnolencia a la vigilia, una notable reducción del sueño fases asociadas con los sueños y la siesta profunda), así como una violación del ritmo diario de algunos procesos fisiológicos. La muerte del animal que se produjo poco después de la terminación anticipada del vuelo se debió, según algunos expertos, a la influencia de la ingravidez, que provocó una redistribución de la sangre en el cuerpo, pérdida de líquidos y alteración del metabolismo del potasio y del sodio. .

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La investigación en biología espacial permitió desarrollar una serie de medidas de protección y preparó la posibilidad de un vuelo seguro al espacio humano, que se llevó a cabo mediante vuelos de barcos soviéticos y luego estadounidenses con personas a bordo. La importancia de la biología espacial no se limita a esto. La investigación en esta área seguirá siendo especialmente necesaria para resolver una serie de problemas, en particular, para la prospección biológica de nuevas rutas espaciales. Esto requerirá el desarrollo de nuevos métodos de biotelemetría (un método para la investigación remota de fenómenos biológicos y medición de indicadores biológicos), la creación de dispositivos implantables para pequeña telemetría (un conjunto de tecnologías que permite proporcionar mediciones remotas y recopilación de información). para el operador o usuario), la conversión de varios tipos de energía que surgen en el cuerpo en la energía eléctrica necesaria para alimentar dichos dispositivos, nuevos métodos de "compresión" de información, etc. La biología espacial también jugará un papel extremadamente importante en el desarrollo de biocomplejos, o sistemas ecológicos cerrados con organismos autótrofos y heterótrofos, necesarios para vuelos de larga duración.

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Presentación sobre el tema: El papel de la biología en la investigación espacial

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El papel de la biología en la investigación espacial Para comprender el papel de la biología en la investigación espacial, debemos recurrir a la biología espacial. La biología espacial es un complejo de ciencias predominantemente biológicas que estudian: 1) las características de la vida de los organismos terrestres en el espacio y durante vuelos en naves espaciales 2) principios construcción de sistemas biológicos para sustentar la vida de los miembros de la tripulación de naves espaciales y estaciones 3) formas de vida extraterrestres.

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La biología espacial es una ciencia sintética que ha reunido los logros de varias ramas de la biología, la medicina aeronáutica, la astronomía, la geofísica, la radioelectrónica y muchas otras ciencias, y ha creado sus propios métodos de investigación basándose en ellos. Se está trabajando en biología espacial en varios tipos de organismos vivos, desde virus hasta mamíferos.

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La tarea principal de la biología espacial es estudiar la influencia de los factores del vuelo espacial (aceleración, vibración, ingravidez, un medio gaseoso modificado, movilidad limitada y aislamiento completo en volúmenes cerrados sellados, etc.) y el espacio exterior (vacío, radiación, reducción magnética intensidad de campo, etc.) ... La investigación en biología espacial se lleva a cabo en experimentos de laboratorio, reproduciendo en un grado u otro la influencia de factores individuales de los vuelos espaciales y el espacio ultraterrestre. Sin embargo, los más esenciales son los experimentos biológicos de vuelo, durante los cuales es posible estudiar la influencia de un complejo de factores ambientales inusuales en un organismo vivo.

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Se enviaron conejillos de indias, ratones, perros, plantas superiores y algas (chlorella), varios microorganismos, semillas de plantas, cultivos aislados de tejido humano y de conejo y otros objetos biológicos en satélites terrestres artificiales y naves espaciales.

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En las áreas de entrada en órbita, los animales mostraron una aceleración del aumento del pulso y la respiración, que desapareció gradualmente después de que la nave espacial pasó a vuelo orbital. El efecto directo más importante de la aceleración son los cambios en la ventilación pulmonar y la redistribución de la sangre en el sistema vascular, incluso en el círculo pequeño, así como los cambios en la regulación refleja de la circulación sanguínea. La normalización del pulso después de la acción de las aceleraciones en gravedad cero ocurre mucho más lentamente que después de las pruebas en una centrífuga en las condiciones de la Tierra. Tanto los valores medios como absolutos de la frecuencia del pulso en gravedad cero fueron más bajos que en los experimentos de modelado correspondientes en la Tierra y se caracterizaron por fluctuaciones pronunciadas. El análisis de la actividad motora de los perros mostró una adaptación bastante rápida a condiciones inusuales de ingravidez y la restauración de la capacidad de movimientos coordinados. Se obtuvieron los mismos resultados en experimentos con monos. Los estudios de reflejos condicionados en ratas y conejillos de indias después de su regreso del vuelo espacial no han mostrado cambios en comparación con los experimentos previos al vuelo.

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Los experimentos en el biosatélite soviético "Kosmos-110" con dos perros a bordo y en el biosatélite estadounidense "Bios-3" con un mono a bordo fueron importantes para el desarrollo ulterior de la dirección ecofisiológica de la investigación. Factores inevitablemente inherentes, pero también un una serie de influencias especiales (irritación del nervio sinusal por corriente eléctrica, compresión de las arterias carótidas, etc.), destinadas a aclarar las características de la regulación nerviosa de la circulación sanguínea en gravedad cero. La presión arterial en los animales se registró de forma directa. Durante el vuelo del mono en el biosatélite "Bios-3", que duró 8,5 días, se descubrieron cambios graves en los ciclos de sueño y vigilia (fragmentación de los estados de conciencia, transiciones rápidas de la somnolencia a la vigilia, una notable reducción del sueño fases asociadas con los sueños y la siesta profunda), así como una violación del ritmo diario de algunos procesos fisiológicos. La muerte del animal que se produjo poco después de la terminación anticipada del vuelo se debió, según algunos expertos, a la influencia de la ingravidez, que provocó una redistribución de la sangre en el cuerpo, pérdida de líquidos y alteración del metabolismo del potasio y del sodio. .

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Los estudios genéticos llevados a cabo en vuelos espaciales en órbita han demostrado que estar en el espacio exterior tiene un efecto estimulante sobre las semillas secas de cebolla y nigella. Se encontró una aceleración de la división celular en plántulas de guisantes, maíz y trigo. En el cultivo de la raza de actinomicetos (bacterias) resistente a la radiación, hubo 6 veces más esporas supervivientes y colonias en desarrollo, mientras que en la cepa sensible a la radiación (un cultivo puro de virus, bacterias, otros microorganismos o un cultivo celular aislado en cierto tiempo y en cierto lugar) hubo una disminución en los indicadores correspondientes en 12 veces. Los estudios posteriores al vuelo y el análisis de la información obtenida mostraron que el vuelo espacial a largo plazo está acompañado en mamíferos altamente organizados por el desarrollo de un des-entrenamiento del sistema cardiovascular, deterioro del metabolismo agua-sal, en particular, una disminución significativa en el calcio. contenido en huesos.

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Como resultado de la investigación biológica llevada a cabo en misiles balísticos y de gran altitud, satélites, KKS y otras naves espaciales, se ha establecido que una persona puede vivir y trabajar en un vuelo espacial durante un tiempo relativamente largo. Se ha demostrado que la ingravidez reduce la tolerancia del organismo a la actividad física y dificulta la readaptación a las condiciones de gravedad normal (terrestre). Un resultado importante de la investigación biológica en el espacio es el establecimiento del hecho de que la ingravidez no tiene actividad mutagénica, al menos con respecto a mutaciones genéticas y cromosómicas. Al preparar y llevar a cabo más estudios ecofisiológicos y ecobiológicos en vuelos espaciales, se prestará especial atención al estudio de la influencia de la ingravidez en los procesos intracelulares, los efectos biológicos de las partículas pesadas con una gran carga, el ritmo diario de fisiológicos y biológicos. procesos y los efectos combinados de una serie de factores de los vuelos espaciales.

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La investigación en biología espacial permitió desarrollar una serie de medidas de protección y preparó la posibilidad de un vuelo seguro al espacio humano, que se llevó a cabo mediante vuelos de barcos soviéticos y luego estadounidenses con personas a bordo. La importancia de la biología espacial no se limita a esto. La investigación en esta área seguirá siendo especialmente necesaria para resolver una serie de problemas, en particular, para la prospección biológica de nuevas rutas espaciales. Esto requerirá el desarrollo de nuevos métodos de biotelemetría (un método para la investigación remota de fenómenos biológicos y medición de indicadores biológicos), la creación de dispositivos implantables para pequeña telemetría (un conjunto de tecnologías que permite proporcionar mediciones remotas y recopilación de información). para el operador o usuario), la conversión de varios tipos de energía que surgen en el cuerpo en la energía eléctrica necesaria para alimentar dichos dispositivos, nuevos métodos de "compresión" de información, etc. La biología espacial también jugará un papel extremadamente importante en el desarrollo de biocomplejos, o sistemas ecológicos cerrados con organismos autótrofos y heterótrofos, necesarios para vuelos de larga duración.

El lanzamiento del primer satélite terrestre artificial en 1957 y el mayor desarrollo de la astronáutica plantearon problemas grandes y complejos para varios campos de la ciencia. Han surgido nuevas ramas del conocimiento. Uno de ellos - biología espacial.

En 1908, K.E. Tsiolkovsky expresó la idea de que después de la creación de un satélite terrestre artificial capaz de regresar a la Tierra sin sufrir daños, el siguiente paso sería resolver los problemas biológicos asociados con garantizar la vida de las tripulaciones de las naves espaciales. De hecho, antes de que el primer terrícola, un ciudadano de la Unión Soviética Yuri Alekseevich Gagarin, realizara un vuelo espacial en la nave espacial Vostok-1, se llevó a cabo una extensa investigación biomédica en satélites terrestres artificiales y naves espaciales. Se les envió en un vuelo espacial cobayas, ratones, perros, plantas superiores y algas (chlorella), diversos microorganismos, semillas de plantas, cultivos aislados de tejido humano y de conejo y otros objetos biológicos. Estos experimentos permitieron a los científicos concluir que la vida en los vuelos espaciales (al menos no demasiado) es posible. Este fue el primer logro importante de un nuevo campo de las ciencias naturales: la biología espacial.

Los ratones se prueban en gravedad cero.

¿Cuáles son las tareas de la biología espacial? ¿Cuál es el tema de su investigación? ¿Cuál es la peculiaridad de los métodos que utiliza? Primero respondamos la última pregunta. Además de los métodos de investigación fisiológicos, genéticos, radiobiológicos, microbiológicos y otros métodos de investigación biológica, la biología espacial hace un uso extensivo de los logros de la física, la química, la astronomía, la geofísica, la radioelectrónica y muchas otras ciencias.

Los resultados de cualquier medición en vuelo deben transmitirse a través de líneas de radiotelemetría. Por tanto, la radiotelemetría biológica (biotelemetría) es el principal método de investigación. También es un medio de control durante los experimentos en el espacio exterior. El uso de la radiotelemetría deja una huella definida en la metodología y la técnica de los experimentos biológicos. Aquello que en condiciones terrestres ordinarias se puede tener en cuenta o medir con bastante facilidad (por ejemplo, sembrar cultivos de microorganismos, tomar una muestra para su análisis, fijarla, medir la tasa de crecimiento de plantas o bacterias, determinar la intensidad de la respiración, la frecuencia del pulso , etc.), en el espacio se convierte en un complejo problema científico y técnico. Especialmente si el experimento se lleva a cabo en satélites terrestres no tripulados o naves espaciales sin tripulación. En este caso, todas las influencias sobre el objeto vivo estudiado y todos los valores medidos deben transformarse con la ayuda de sensores apropiados y dispositivos radiotécnicos en señales eléctricas que desempeñan un papel diferente. Algunos de ellos pueden servir como comando para cualquier tipo de manipulación con plantas, animales u otros objetos de estudio, mientras que otros llevan información sobre el estado del objeto o proceso en estudio.

Así, los métodos de la biología espacial se distinguen por un alto grado de automatización, están estrechamente relacionados con la radioelectrónica y la ingeniería eléctrica, con la radiotelemetría y la tecnología informática. El investigador necesita conocer bien todos estos medios técnicos y, además, necesita un conocimiento profundo de los mecanismos de varios procesos biológicos.

¿Cuáles son los desafíos a los que se enfrenta la biología espacial? Los más importantes son tres: 1. Estudio de la influencia de las condiciones de vuelo al espacio y los factores del espacio exterior sobre los organismos vivos de la Tierra. 2. Investigación de los fundamentos biológicos para asegurar la vida en vuelos espaciales, en estaciones extraterrestres y planetarias. 3. Búsquedas de materia viva y sustancias orgánicas en el espacio mundial y estudio de las características y formas de vida extraterrestre. Hablemos de cada uno de ellos.