Космическая биология это наука о: КОСМИЧЕСКАЯ БИОЛОГИЯ • Большая российская энциклопедия |

Содержание

Космическая биология: от животных к человеку

Автор:

Савинова Полина Альбертовна

Научный руководитель:

Ненашева Татьяна Владимировна

Рубрика: Спецвыпуск

Опубликовано
в

Юный учёный

№1 (15) февраль 2018 г.

Дата публикации: 19.03.2018
2018-03-19

Статья просмотрена:

794 раза

Скачать электронную версию

Библиографическое описание:

Савинова, П. А. Космическая биология: от животных к человеку / П. А. Савинова, Т. В. Ненашева. — Текст : непосредственный // Юный ученый. — 2018. — № 1.1 (15.1). — С. 69-71. — URL: https://moluch.ru/young/archive/15/1167/ (дата обращения: 29.09.2022).

В данной статье рассмотрены возможности и проблемы использования различных животных в условиях освоения космического пространства, освоения космоса человеком. Актуальность данной работы заключается в том, что космобиология – это молодая наука, стоящая на первых ступенях своего развития, освоение космического пространства далеко не завершено. А значит, нас ждёт ещё много открытий. Знать истоки развития этой науки очень важно для молодого поколения.

Ключевые слова: космобиология, космос, животные.

Цель работы: проанализировать данные о полётах живых существ в космос и оценить вклад, внесённый в освоение пространства за пределами Земли и развития человечества.

В современном мире уже никого не удивишь полётами человека в космос. А в своё время подвиг Ю. А. Гагарина показал всему миру возможности человечества. И крайне мало кто задумывается, что перед людьми во внеземном пространстве побывали животные. И ведь правда, перед тем, как послать человека за пределы Земли, нужно было понять, как ведут себя в космосе живые организмы. Так появилась космобиология.

Первые биологические эксперименты в верхней атмосфере и в космосе с использованием воздушных шаров были выполнены в 1930-х годах в СССР и США. Этот период завершился генетическими экспериментами, проведенными в 1935 году на стратосферных воздушных шарах СССР-1-бис и Explorer 2 (США). Они представляли собой попытку определить влияние космической радиации на мутагенез.

Сегодня космобиологи используют результаты опытов, полученных с МКС, опытов со свободными и суборбитальными полётами, с центрифугами и другими наземными аппаратами, симулирующими условия космоса. Биологические эксперименты в полете имеют наибольшее значение, поскольку они дают возможность изучить влияние совокупности необычных факторов окружающей среды на живой организм.

Три проблемы космической биологии:

 Влияние экстремальных факторов космического полета и пространства на живые организмы. Прежде всего это ионизирующая радиация, нагрузки, связанные с преодолением притяжения планеты, отсутствие гравитации, ограниченная подвижность и полная изоляция в герметичных помещениях под давлением, изменения в питании, измененная газовая среда и т.д.;

 Биологические основы обеспечения пилотируемых космических полетов;

 Формы и условия внеземной жизни.

Первым этапом биологических исследований, проводимых в СССР и США, стали многочисленные ракетные полеты собак, обезьян и других животных в 1940-х и 1950-х годах на высоты до 500 км в условиях, приближающихся к космическим полетам. Эти эксперименты были использованы для изучения возможности создания условий, необходимых для жизни животных в каютах под давление, а также для разработки методов обеспечения безопасности во время полета, выброса и парашютирования с больших высот. Эксперименты также дали информацию о биологических эффектах первичной космической радиации. Из этих исследований было заключено, что высокоорганизованные животные могут переносить ускорения ракетного полета и динамическую невесомость в течение 20 минут.

После запусков животных в космос с помощью ракет было принято решение начать орбитальные эксперименты с собаками.

4 апреля 1957 года был запущен первый искусственный спутник «ПС-1». А уже 3 ноября этого же года Лайка стала первой собакой-космонавтом, совершившей орбитальный полёт на КА «Спутник 2». Возвращение на Землю было технически невозможно. Собака погибла во время полёта через 5-7 часов после старта из-за перегрева (температура в капсуле поднялась до 40°С) и стресса.

Первыми животными, совершившими суточный орбитальный полет и вернувшимися на Землю живыми, были Белка и Стрелка. Запуск ракеты состоялся 19 августа 1960 г. (через 3 года после Лайки), собаки находились на КА «Спутник 5». Космический корабль совершил 17 витков вокруг Земли.

Самый длительный полёт в космосе среди собак совершили Ветерок и Уголёк, запущенные с космодрома Байконур 22-го февраля 1966г. в 1:30. Собаки пробыли в космосе 22 дня на биоспутнике «Космос-110».

С обезьянами работали, в основном, американцы. После того, как Альберт II попал в космос, ряд других обезьян по имени Альберт III, IV и V совершили полёт на ракете, хотя ни один из них не выжил в полете: либо погиб от удара, либо во время полета.

Чтобы изучить бдительность млекопитающего в условиях невесомости, ученые в 1961 году решили отправить в космос крыс на метеорологической ракете Veronique AGI 24, разработанной во Франции. Первый полет крысы на Veronique AGI 24 состоялся 22 февраля 1961 года.

На третьем этапе изучения бдительности животных в условиях невесомости использовались кошки. На улицах Парижа ученые отловили 30 бездомных кошек и котов, после чего началась подготовка животных к полету, включая вращение на центрифуге и тренировки в барокамере. Отбор прошли 14 кошек.

В эксперименте шведских учёных тихоходок видов Richtersiuscoronifer и Milnesiumtardigradum после 10 дней, проведённых в открытом космосе, практически все организмы были иссушены, но на борту космического аппарата тихоходки вернулись к нормальному состоянию. Большинство животных, подвергшихся облучению ультрафиолетом с длиной волны 280—400 нм, выжили и оказались способны к воспроизводству.

Советские программы исследования влияния космических полётов на живые организмы базировались в основном на собаках. Возникает вопрос: почему именно они?

В СССР уже был накоплен серьёзный опыт использования собак, как подопытных животных. Иван Петрович Павлов — советский учёный-физиолог, создатель науки о высшей нервной деятельности, в своих исследованиях использовал именно собак. Для полёта в космос использовали беспородных и бездомных собак. Именно эти животные к моменту испытаний уже прошли естественный отбор в условиях улицы. По сравнению с домашними и породистыми собаками, у дворняжек были отмечены крепкое здоровье, смекалка, неприхотливость в еде, лояльное отношение к человеку. К тому же, собаки, в целом, хорошо поддаются дрессировке и меньше обезьян подвержены стрессу.

Не трудно заметить, что робкие шаги человечества в космос не обошлись без помощи братьев наших меньших. Везде, где нужно было сделать первый шаг в среду агрессивную для человека, животные брали удар неизвестности на себя. С их помощью человечество получила важную информацию и неоценимый опыт.

При всём этом исследователи не относились к этим животным как к экспериментальной массе. Например, Главный Конструктор ракетной техники Сергей Павлович Королёв, известный своей любовью к собакам, каждый день лично справлялся об их здоровье и самочувствии. Каждая трагедия, произошедшая с собаками во время испытаний, воспринималась как личное горе. Во время совместной работы собаки становились для людей скорее коллегами и друзьями, а не объектами исследований.

Поэтому не стоит забывать о них и теперь, когда человечество научилось регулярно отправлять людей в космос и создавать условия для длительно пребывания на орбите Земли. Ведь в будущем обязательно появятся ситуации, когда нам вновь потребуется их помощь. И когда вы услышите об очередной доставке людей на МКС, то вспомните, что только для СССР успехи в космонавтике стоили жизни десятков собак и других животных, и их вклад неоценим.

Литература:

Сисакян Н.М., Парин В.В., Черниговский В.Н., ЯздовскийВ.И. Некоторые проблемы изучения и освоения космического пространства // Проблемы космической биологии. – АН СССР, 1962. Стр.52.

Голованов Я. К. Лайка // Космонавт №1. — М.: Известия, 1986. Стр. 16.

Большой энциклопедический словарь. Космическая биология. — М.: Большая Российская энциклопедия, 2001. Стр.87.

Яздовский В.И. На тропах Вселенной. — Москва ГНИИИА и КМ, 1990. — Рукопис,ь p. стр.34.

Animals In Space: From Research Rockets to the Space Shuttle, Chris Dubbs and Colin Burgess, Springer-Praxis Books, 2007, стр.14.

https://yandex.ru/images (дата обращения 27.11.2017)

https://history.nasa.gov/printFriendly/animals.html (дата обращения 25.11.2017)

https://www.nasa.gov/ames/research/space-biosciences/space-biology-history (дата обращения 25.11.2017)

https://www.nasa.gov/content/space-biology-program (дата обращения 28. 11.2017)

https://ru.wikipedia.org (дата обращения 27.11.2017)

https://www.universetoday.com/31531/50th-anniversary-of-historic-space-monkey-flight/ (дата обращения 28.11.2017)

Основные термины (генерируются автоматически): AGI, СССР, животное, космос, собака, США, космическое пространство, III, время полета, предел Земли.

Ключевые слова

животные,

космос,

космобиология

космобиология, космос, животные

Космическая биология и медицина – возможности для сотрудничества Создание и развитие междисциплинарных исследовательских центров

Cookie-файлы

Этот сайт использует файлы cookie. Собранная при помощи cookie информация не может идентифицировать вас, однако может помочь нам улучшить работу нашего сайта. Продолжая использовать сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie.

Хорошо

Подробнее

Медиа-центр

Новости

Наука

Космическая биология и медицина – возможности для сотрудничества Создание и развитие междисциплинарных исследовательских центров

Наука

19 июня 2017

26 июня состоится встреча российских ученых и профессора Таис Руссомано – первой в Латинской Америке женщины-врача – специалиста в области космической медицины. На повестке встречи – обсуждение сотрудничества с российскими вузами. Одной из главных тем станет обсуждение возможности создания платформы для разработки и реализации проектов, в области космической биологии и медицины,

26 июня состоится встреча российских ученых и профессора Таис Руссомано – первой в Латинской Америке женщины-врача – специалиста в области космической медицины.

На повестке встречи – обсуждение сотрудничества с российскими вузами. Одной из главных тем станет обсуждение возможности создания платформы для разработки и реализации проектов, в области космической биологии и медицины, а также телемедицины.

Встреча также предполагает обмен опытом. В частности, заведующий кафедрой фармацевтической и токсикологической химии Антон Сыроешкин расскажет об участии РУДН в эксперименте в открытом космосе. Объектом эксперимента выступает космическая пыль, которая является источником информации о структуре вселенной. Ученые проводят геохимический и биохимический анализ космической пыли, который позволил обнаружить живые организмы и доказать один из тезисов, что земля – источник жизни в космосе.

Таис Руссомано (THAIS RUSSOMANO)

Профессор, доктор Таис – первая женщина-врач, специализирующаяся в области космической медицины в Латинской Америке, советник проекта Марс-1.

Основатель и директор компании InnovaSpace– международного консалтингового агентства, оказывающего консультационные услуги правительствам, национальным космическим агентствам в сфере разработки, реализации, управления и развития программ космических исследований, космической биологии и медицины.

Профессор Таис Руссомано имеет более чем 20-летний опыт в области аэрокосмической медицины, космической физиологии, биомедицинской инженерии и R&Dв области телемедицины и электронного здравоохранения.

Участвовала в двух кампаниях по параболическим полетам, изучала эффективность CPR в условиях микрогравитации и апробацию устройства для безопасного сбора артериальной крови в космосе. Ее исследования включают работы по изучению космической болезни движения, микрогравитации, гипогравитации и моделирования гипергравитации, а также использованию устройств ОДНТ (отрицательного давления на нижнюю половину тела).

Член Международной академии астронавтики, Международной академии авиационной и космической медициныи приглашенный участник-эксперт многих международных рабочих групп, занимающихся вопросами космических полетов и космического туризма.

Закончила магистратуру по аэрокосмической медицине в Государственном университете Райт (США, штат Огайо) и получила докторскую степень по космической физиологии в Королевском колледже в Лондоне. Проходила тренировки в NASA.

«Я приехала в Россию в трех ипостасях: как врач, специализирующийся в космической медицине, как директор и основатель университетского междисциплинарного исследовательского подразделения MicroG, и как основатель и директор компании «InnovaSpace», консультирующей по вопросам космической биологии и медицины».

«Главные идеи, которые я хотела бы донести во время своего визита в Россию, – это необходимость расширения границ наших собственных представлений с помощью космических наук, необходимость сосредоточить внимание на стратегических международных партнерствах, которые позволят студентам и сотрудникам улучшить свои знания и навыки, и еще одна более конкретная идея – это обеспечение платформы для разработки и реализации проектов, меморандумов и соглашений в области космической биологии и медицины, а также телемедицины».

«У меня есть большой опыт создания первого исследовательского центра космической биологии и медицины – MicroG – в Бразилии, который является единственным междисциплинарным центром в мире».

Предыдущая новость

19 июня 2017

Круглый стол с иностранными студентами факультета ФМиЕН по вопросам адаптации в новых условиях

Следующая новость

19 июня 2017

Круглый стол с иностранными студентами факультета ФМиЕН по вопросам адаптации в новых условиях

449 химиков из 11 стран: в РУДН открылась конференция «Успехи синтеза и комплексообразования»

В РУДН открылась VI международная конференция «Успехи синтеза и комплексообразования». В этом году она посвящена 100-летию со дня рождения академика Владимира Михайловича Грязного. На повестке — современные проблемы органической и неорганической химии, гетерогенный и гомогенный катализ, междисциплинарные исследования. Конференция объединила 449 ученых из 11 стран.

Студенты РУДН заняли призовые места на олимпиаде International Mathematics Competition for University Students

Студенты II и IV курсов факультета физико-математических и естественных наук направления «Математика» Серафим Виногродский и Александр Кириленко заняли III место в личном зачете на Международной олимпиаде по математике среди студентов.

Материаловеды РУДН объяснили аномалию фазового превращения в стали

Материаловеды РУДН установили причину аномалии мартенситного превращения, которая наблюдается в сталях некоторых структурных классов при закалочном охлаждении. Результаты исследования позволили предложить способ устранения этой аномалии.

У ИСТОКОВ КОСМИЧЕСКОЙ ГЕНЕТИКИ | Наука и жизнь

Люди активно обживают космическое пространство: месяцами работают на орбитальных станциях, совершают полёты на луну, готовятся к экспедиции на Марс. Насколько велик риск длительного пребывания в космосе с точки зрения наследственности? какие изменения происходят в хромосомах под действием космических лучей, как они влияют на развитие потомства? Изучением подобных вопросов занимается космическая генетика. о том, как проходило становление этой области науки в нашей стране, рассказывает биолог Наталья львовна Делоне, принимавшая самое непосредственное участие в подготовке генетических экспериментов на космических летательных аппаратах, начиная с первых спутников.

Наука и жизнь // Иллюстрации

Академик Олег Георгиевич Газенко (1918—2007).

Чтобы оценить степень опасности космического излучения, в опытах на космических кораблях-спутниках использовали семена высших растений, в том числе пшеницы.

Дрозофила — излюбленный объект генетических исследований, в том числе и в космосе.

Чтобы отправить животных в космический полёт, требовалось сконструировать специальные контейнеры с системами жизнеобеспечения.

Среди животных, отправленных в полёт на космических кораблях-спутниках, были и морские свинки.

Наталья Львовна Делоне.

Один из генетических эффектов космического полёта — хромосомные перестройки, возникающие в клетках традесканции с частотой 2%. Подобные нарушения могут самопроизвольно возникать и в земных условиях, но с меньшей частотой.

В образцах традесканции, побывавших в космосе, впервые был обнаружен эффект образования множественных мостов, включающих все хромосомы генома.

В. В. Антипов, один из организаторов работ по космической биологии.

Академики О. Г. Газенко (слева) и В. В. Парин.

‹

›

Открыть в полном размере

Памяти Олега Георгиевича Газенко

Мои записки не претендуют на исчерпывающий исторический анализ. Это личные воспоминания о том, как начиналась космическая генетика в России, поскольку я единственный оставшийся в живых генетик из тех, кто тогда рискнул заняться совсем новыми проблемами.

В 1950-е годы я работала в Лаборатории измерительных приборов (ЛИП) АН СССР, которая в 1956 году стала называться Институтом атомной энергии АН СССР. Однажды осенью I960 года мне позвонили из президиума АН СССР и пригласили на совещание. Когда я пришла в здание президиума на Ленинском проспекте, то сразу увидела Николая Петровича Дубинина и ведущих его сотрудников, которые держались обособленной группой. Я подошла к ним и услышала шёпот: «Наташа, смотрите, вон С.П.». Неподалеку стояла группа очень милых, невысоких молодых людей. Никакого С.П. я среди них не разглядела, так как тогда не знала, что С.П. — это Сергей Павлович Королёв, и не догадывалась, что молодые люди — будущие космонавты.

На совещании было объявлено, что поскольку возможны полёты человека в космос, то нам предлагается выбрать, какие объекты следует послать в космическом аппарате, который может вернуться на Землю, собрав информацию о влиянии факторов космического полёта на живые организмы и на их наследственные свойства. При этом высказывалось требование строгой экономии массы и габаритов объектов и оборудования, а также по возможности упрощения способов организации системы жизнеобеспечения. Говорилось о том, что развитие космонавтики стимулирует прогресс различных областей науки и техники. Появится новая отрасль знания — космическая биология. Три основные её проблемы формулировались так: 1. Изучение влияния экстремальных факторов космического пространства на живые организмы Земли. 2. Исследование и разработка биологических основ обеспечения жизнедеятельности в орбитальных и межпланетных космических полётах. 3. Изучение форм и условий жизни вне Земли.

После этого совещания я кинулась перечитывать К. Э. Циолковского: «Если же возможно переселение человечества к другому Солнцу, то при чём наши страхи относительно световой жизне-творческой силы нашего блестящего теперь светила? Пускай оно меркнет и потухает! В течение сотен миллионов лет его славы и блеска люди сумеют сделать запасы энергии и переселиться с ними к другому очагу жизни. Мрачные взгляды учёных о неизбежном конце всего живого на Земле от её охлаждения вследствие гибели солнечной теплоты не должны иметь теперь в наших глазах достоинства непреложной истины». Мне кажется, что доброта К. Э. Циолковского была так велика, что он хотел дать человечеству новый шанс построить хорошую и счастливую жизнь, после того как жизнь на Земле люди сами сделают невозможной. И замечательно, что он не только мечтал, он и творил для этих целей. Патетический стиль того, что я читала, производил огромное впечатление на меня при моей тогдашней романтической приподнятости.

Ещё задолго до полётов космических кораблей-спутников, в 1934 году, в Ленинграде на организованной Академией наук СССР 1-й Всесоюзной конференции по изучению стратосферы Н. К. Кольцов настаивал на том, чтобы при каждом полёте в стратосферу посылались биологические объекты. Большой интерес к подобным опытам проявили генетики Г. Дж. Мёллер, Г. А. Надсон, Г. Г. Фризен.

Важной вехой в развитии космической биологии стал полёт в 1957 году искусственного спутника Земли с собакой Лайкой на борту. Новой областью исследований начали заниматься биологи при поддержке известных физиологов В. Н. Черниговского, В. В. Парина, О. Г. Газенко, А. В. Лебединского, биохимика Н. М. Сисакяна.

Позже Олег Георгиевич Газенко писал: «Медицина включилась в космические исследования весьма оперативно. Не завершился ещё и месяц со дня запуска первого искусственного спутника Земли — 4 октября 1957 года, а уже 3 ноября того же года был осуществлён первый орбитальный биологический эксперимент с собакой Лайкой на борту второго искусственного спутника Земли. Далее в 1960—1961 годах, в период, предшествовавший полёту человека, была осуществлена серия биологических экспериментов на борту возвращаемых на Землю космических кораблей-спутников. Особенно важна была серия, осуществлённая 4 и 12 февраля, 9 и 25 марта 1961 года. Исследования выполняли на собаках, других животных и многих биологических объектах, стоящих на различных уровнях и линиях эволюционного развития. Однако значение этих экспериментов не ограничивается биологической разведкой космических трасс. Они заложили основу новой отрасли знания — космической биологии и медицины».

Для развития космической генетики существенно было участие Н. П. Дубинина в первых экспериментах на космических кораблях. Вначале он с энтузиазмом взялся за космическую генетику и сделал элегантную работу, но затем потерял интерес к этому направлению генетики. И если бы не Олег Георгиевич Газенко, эта область, наверное бы, заглохла.

Я всегда чувствовала большую заинтересованность, деятельное внимание и неформальное руководство космической генетикой со стороны Олега Георгиевича. Именно он направлял учёных, которые поначалу несколько стихийно стали заниматься планированием и проведением первых экспериментов в этой области. Он старался привлечь к области космической генетики крупных учёных. Так, он пригласил в институт Н. В. Тимофеева-Ресовского.

Я любила Олега Георгиевича Газенко за трезвый ум, за безграничную интеллигентность его манер, за безусловную доброжелательность. Я помню, что при первом же знакомстве он мне очень понравился. Он производил впечатление человека особой породы. Весь его облик был особенным: худой, с тихим голосом. Казалось, он имел только профиль и никакого анфаса. Он был по своей природе пионером в области науки и потому романтиком, но в то же время он умел и прагматично добиваться поставленной цели, добиваться упорно и настойчиво. У меня было ощущение Олега Георгиевича как своей опоры. И несомненно не у меня одной. Я — живой свидетель той роли руководителя в развитии космической генетики, которую исполнял Олег Георгиевич Газенко. И хотя это неоспоримо, но мне кажется необходимым об этом сказать.

На втором космическом корабле-спутнике (19.08.1960 г.) находилось несколько видов организмов, избранных объектами первоочередных генетических исследований: мыши двух различных линий, мухи-дрозофилы двух линий, семена различных сортов гороха, кукурузы, лука и нигеллы, грибки-актиномицеты и побеги традесканции. Полёт, продолжавшийся 7 часов на высоте 306—339 км, оказался удачным, и все объекты приземлились в хорошем состоянии.

На третьем космическом корабле-спутнике (01.12.1960 г.) в полёт отправились ещё больше живых объектов: две собаки — Пчёлка и Мушка, две морские свинки, две белые лабораторные крысы, 14 чёрных мышей линии С57, семь мышей гибридов от мышей СБА и С57 и пять белых беспородных мышей. Там же поместили шесть колб с высокомутабельной и семь колб с низкомутабельной линиями дрозофил, а также шесть колб с гибридами. Кроме того, две колбы с мухами были покрыты дополнительной защитой — слоем свинца толщиной 5 г/см². Помимо этого на корабле находились семена гороха, пшеницы, кукурузы, гречихи, конские бобы. В специальном лотке летали проростки семян лука и нигеллы. На борту корабля имелись несколько пробирок с актиномицетами, ампулы с культурой ткани человека в термостате и вне термостата, шесть пробирок с хлореллой в жидкой среде. В эбонитовых патронах находились запаянные ампулы с бактериальной культурой кишечной палочки и двумя разновидностями фага — Т3 и Т4. В специальных устройствах содержались культура клеток HeLa, лёгочная амниотическая ткань человека, фибробласты, клетки костного мозга кролика, а также контейнер с икрой и спермой лягушки. Были размещены также вирусы табачной мозаики различных штаммов, вирус гриппа.

Наиболее успешными следует назвать эксперименты, проведённые на кораблях-спутниках, а также на космическом корабле «Космос-7» (28.07.1962 г.). Мой объект — традесканция — экспонировался на втором корабле-спутнике и на космическом корабле «Космос-7». Растения возвращались в хорошем состоянии и были вполне пригодны для анализа.

На втором, третьем и четвёртом космических кораблях-спутниках «Восток» также размещались некоторые биологические объекты, а в экспериментах с дрозофилой и традесканцией приняли участие во время полёта космонавты А. Николаев и П. Попович.

С самого начала зарождения космической биологии заложен принцип изучения воздействия факторов космического полёта на различные организмы, учитывая серьёзные отличия в их чувствительности к внешним воздействиям. При интерпретации получаемых в космических полётах биологических и генетических данных важно помнить, что организмы и внешняя среда составляют закономерное единство. Поэтому следовало стремиться выявить изменения со стороны наследственных структур и приспособительных реакций, всегда сопровождающих процесс эволюции, где бы он ни совершался.

Основной и вдохновляющий вывод сделали из результатов эксперимента на втором космическом корабле-спутнике. Все объекты сохранили жизнеспособность и дали потомство. Тогда это было сенсацией. Но следовало на тщательно подобранных моделях изучить, происходят ли какие-либо генетические изменения в клетках эукариот, чтобы экстраполировать полученные результаты на клетки человека. Безусловно, экстраполяция должна сопровождаться научным анализом возможности такой аналогии, но многочисленные опыты в земных условиях позволяют с определёнными оговорками делать это.

Сразу же следует сказать, что воздушно-сухие семена, которые помещали на космических
кораблях-спутниках, оказались малочувствительными к факторам космического полёта
(во всяком случае, на тех орбитах, которые изучались). Посылай не посылай семена
многочисленных сортов — результат один: и генетический (проверка по потомству),
и цитогенетический анализ не выявили хромосомных перестроек и геномных нарушений,
всё оставалось в норме.

Наиболее удачными модельными объектами оказались дрозофила и традесканция. Прежде
всего нужно упомянуть о работе Н. П. Дубинина и О. Л. Кановец «Факторы космического
полёта и первичное нерасхождение хромосом». Н. П. Дубинин выбрал классическую
схему опыта. Небольшой, но статистически достоверный хромосомный эффект у дрозофилы
был доказан. При делении клетки в одной дочерней клетке появлялась лишняя хромосома,
а в другой этой хромосомы не доставало.

Я хорошо знала Николая Петровича Дубинина. Когда познакомилась с ним в 1946 году, ему было сорок лет, а мне двадцать два, и мне он казался очень пожилым. Пожилым, но весёлым, лёгким, чрезвычайно общительным и одарённым. Он был маленького роста, ходил в кепочке, никакой в нём не было пафосности. Мне он казался некрасивым, но у него были большие, яркие, лучистые голубые глаза. Он был, может быть, самым крупным морганистом в нашей стране. Ему была свойственна прагматичность и прямолинейность в науке, но ведь классическая генетика требовала именно такого таланта, поскольку представление о гене было абстрактным, ген определялся символами и от гена до признака протягивался прямой путь. Н. П. Дубинин стал работать в той науке и в то время, когда его способности были необходимы и востребованы. Ещё в юности совместно с А. С. Серебровским он показал дробимость гена и явление комплементарности. Ему принадлежит термин «автогенетический процесс в микропопуляциях». Он открыл наличие в популяциях летальных и сублетальных мутаций (явление генетического груза). Работы Н. П. Дубинина по радиационной и эволюционной генетике хорошо известны.

Я помню, как увлечённо в дубининской лаборатории изучали проблему эффекта положения гена в хромосоме. В то время я работала в лаборатории цитологии М. С. Навашина, где атмосфера была строгая, даже чопорная, все переговаривались только шёпотом и благоговейно приготовляли препараты, а потом часами, не разгибаясь, изучали их под микроскопом. Но я была там намного моложе других и очень подвижная. Я тоже благоговела перед хромосомой, но иногда убегала в другую часть здания на третий этаж, где работали дубининцы и где можно было громко смеяться. Но в дубининской лаборатории не только весело работали, там ещё проходили замечательные всесоюзно известные семинары, на которых каждый считал за честь присутствовать.

Drosophila melanogaster — излюбленный объект генетиков. Не одно поколение последователей Т. Моргана использовало этот объект, в том числе и радиогенетики. Было очевидно, что влияние факторов космического полёта в первую очередь нужно изучать на дрозофиле. Именно на дрозофиле американский ученый Г. Мёллер установил мутагенное действие ионизирующей радиации. Хочется отметить, что русские учёные Г. А. Надсон и Г. Г. Филиппов первыми в 1925 году показали этот эффект на дрожжах. В опытах Г. Фризена на стратостате «СССР 1-бис», поднявшемся в 1935 году на высоту 15 900 метров и пробывшем на этой высоте 2 часа, находились 3000 самцов дрозофилы дикой линии «Нальчик». Возникновения мутаций Г. Фризен не зарегистрировал. В 1959 году американские исследователи С. Панкин и В. Салливан отправили личинок дрозофилы в полёт на стратостате, продолжавшийся 30 часов, на высоту более 18 км. По их мнению, высота была недостаточна и исследовать необходимо не личинки, а более радиочувствительные зрелые спермии, для чего следует посылать самцов.

Эксперименты на космических кораблях предоставили несравненно большие возможности для индификации трасс, чем полёты на стратостатах. Для проведения исследования на дрозофилах призвали таких классиков советской генетики, как Яков Лазаревич Глембоцкий и Элеонора Адольфовна Абелева. С ними работал молодой учёный Глеб Петрович Парфёнов. После первых экспериментов выводы были следующие: обнаружен мутагенный эффект, выражающийся в увеличении частоты возникновения сцепленных с полом рецессивных летальных мутаций.

Парфёнов не изменял своему объекту — дрозофиле и много с ней экспериментировал. Критический склад ума, который он в себе культивировал, привёл его со временем к пересмотру результатов первых экспериментов на дрозофиле, поскольку более тщательно организованные и подготовленные контейнеры, в которых размещали опытные образцы, обеспечивали условия существования, исключающие возможности артефактов. Тем не менее первые опыты с дрозофилой показали, что она не теряет жизнеспособности при космических полётах. У летавших особей развивается вполне нормальное потомство. Это дало возможность утверждать, что никакой серьёзной опасности факторы космического полёта не вызывают, конечно, с той оговоркой, что уровень космической радиации должен быть в пределах, которые зарегистрированы на изучаемых орбитах.

Г. П. Парфёнов участвовал и в других программах по космической генетике. В работах с традесканцией он взял на себя труд по созданию контейнеров, в которые помещали растения. Традесканция была моим объектом исследования, и для проведения трудоёмкой цитогенетической работы с микроспорами я поставила обязательное условие: обеспечение нормального состояния среды, в которой будет проходить эксперимент. Впоследствии Б. Ф. Эдвардс говорила, что наши контейнеры были удачнее, чем те, которыми позднее пользовался А. Спэрроу.

Я хорошо знала и Элеонору Адольфовну Абелеву. Мы с ней были одного возраста и дружили. После окончания института я работала в лаборатории М. С. Навашина в Институте цитологии, гистологии и эмбриологии АН СССР, а она осталась на кафедре генетики МГУ. Нас выгнали с работы в одно время после сессии ВАСХНИЛ. Мыкались мы после этого в разных местах, а потом оказались в лаборатории радиогенетики Института биофизики АН СССР и очень любили проводить время вместе. Я всегда знала, что есть очень милый человек, безусловно хорошо ко мне относящийся. Эля была прекрасным дрозофилийным генетиком, очень эрудированным, строгим экспериментатором и вместе с тем фантазёром. Мне представляется, что она могла сделать значительно больше, но её способности остались нереализованными по ряду причин, и в первую очередь потому, что мы с ней оказались «пропущенным поколением». Именно наша молодость совпала с лысенковской «мясорубкой» в 1948 году, а когда генетика в СССР возродилась вновь, пришла уже молодёжь совсем с другой генетической «выученностью», вернее, недовыученностью, но чрезвычайно деловая и нахрапистая. А Эля была человеком ранимым и чувствительным.

Важным разделом космической биологии явилось проведение исследований на различных, но достаточно высокоорганизованных животных. То, что уже в опытах на космических кораблях-спутниках участвовали собаки (Белка и Стрелка, Чернушка и Звёздочка), а также морские свинки, крысы и мыши, очень существенно. Однако изготовление контейнеров, в которых бы полностью соблюдались требования к системам обеспечения жизнедеятельности, требовало времени, умения и пространства внутри корабля. Именно поэтому, чем на более высокой ступени эволюционной лестницы находится вид, с которым шли работы, тем с большими трудностями приходилось встречаться.

То, что в первых опытах на космических кораблях-спутниках размещали воздушно-сухие семена высших растений, вполне логично. При исследовании новых космических трасс этот модельный объект, безусловно, нужно будет использовать. Воздушно-сухие семена имеют ряд преимуществ: клетки зародыша не делятся и поэтому «набирают» повреждения от любых воздействий во время экспозиции; они не требуют усилий для создания необходимых условий хранения, а метод анализа мутаций типа перестроек хромосом очень прост. Следовало только вовремя перестать посылать семена на одни и те же орбиты, поскольку это объект малочувствительный, и незачем всё время задавать один и тот же вопрос: увеличится ли число мутаций типа хромосомных перестроек после полёта. Вместо этого надо было продолжить цитогенетическое изучение клеток первичных корешков, гораздо более чувствительных к радиации.

Растение Tradescantia paludosa экспонировалось на втором корабле-спутнике, спутнике
«Космос-7» и затем на кораблях типа «Восток», «Восход», «Зонд». Мне удалось позднее
подробно описать свои работы на микроспорах традесканции в книжке «Начало космической
цитогенетики» (M., 2002). В первых же экспериментах я увидела те типы цитогенетических
нарушений, которые потом подробно изучила. Были обнаружены не только особые типы
перестроек, но и влияние на процесс митоза, а также и клетки разной формы.

Сейчас я ценю больше всего то, что обратила внимание на особый тип изменений: переход ядра к одной из сторон клетки из нормального его положения в центре. Я предложила термин «эффект положения ядра в клетке», поскольку регуляция генетической активности зависит от этого обстоятельства.

Вообще же понятия «смотреть» и «видеть» имеют различие. Мы часто смотрим, но не умеем понять, что видим новое, об этом говорил ещё знаменитый цитолог Сергей Гаврилович Навашин. Пионерские работы дают радость, что ты первым это видишь. Помню, когда я убедилась, что сложным хромосомным мостам сопутствует всего один сферический фрагмент, то так орала от радости, что Всеволод Васильевич Антипов прибежал из соседнего кабинета.

Нужно сказать, что с первых моих работ на кораблях-спутниках всё время рядом со мной был мой друг Всеволод Васильевич Антипов. Я ведь пришла в Институт авиационной и космической медицины МО СССР сама по себе, не будучи в то время сотрудником Н. П. Дубинина. Я сидела в проходной и ждала, пока мне выпишут пропуск. Вдруг в проходную вбегает майор с милыми весёлыми глазами и говорит: «Нам очень нужно работать вашими методами». Он пригласил меня в кабинет, и мы договорились об эксперименте. Всеволод Васильевич был очень тактичен в совместной работе. Не будучи генетиком, он никогда не лез в мои цитогенетические исследования. Просто помогал в проведении работы. Никогда не позволял себе поправлять в статьях даже запятые. Я пишу коряво, но очень честно и искренне и знаю генетику. Проработав вместе несколько десятков лет, мы никогда не опускались до бытовых дел, а когда я огорчалась, то Всеволод Васильевич умел меня утешить, и я говорила: «Вы моя валерианка». В. В. Антипов был прекрасным руководителем, потому что он удивительно хорошо воспитанный человек. Это качество редкое, меня тоже родители хорошо воспитывали, а я оказалась не такой. Вообще же я заметила, что среди научных работников хороших учёных больше, чем хорошо воспитанных людей.

У Всеволода Васильевича было и ещё одно свойство: он умел «пропихивать» в журналы
статьи, даже если в них есть новое и неожиданное. Правда, первая работа по действию
космических факторов полёта на микроспоры традесканции появилась в печати благодаря
О. Г. Газенко. Он представил её Н. М. Сисакяну, который тогда был вторым лицом
в Академии наук. Норайр Мартиросович принял меня и сказал: «Данные новые и интересные,
но ведь американцы поднимут шум, что советские учёные нашли генетические повреждения,
и несмотря на это в Советской стране начинают посылать космонавтов». Я ответила,
что нарушений мало, всего 2% (хотя и статистически достоверных). Некоторое повышение
опасности канцерогенеза есть, очень незначительная тенденция, но на Земле существует
так много профессий, где эта опасность больше, что сравнение в пользу космонавтики.
Конечно, мы говорим только об обживаемых орбитах. Н. М. Сисакяна генетики менделисты-морганисты
не любили за то, что он потворствовал Т. Д. Лысенко, а мне он понравился: такой
спокойный, деловой, умный. Что-то в нём было монументальное, как у восточного
князя.

Спустя пять лет А. Спэрроу и К. Маримутца в эксперименте на космическом летательном аппарате «Биос» подтвердили наши данные по традесканции и написали: «Эти эффекты были обнаружены ранее советскими учёными Делоне Н. Л. и др.». И стало легче дышать. Ведь я увидела и описала факты, впервые полученные при действии факторов космического полёта. Был страх, что мои данные не получат подтверждения. Но, к счастью, в Америке опыты проводил А. Спэрроу — заведующий Национальной Брукхевенской лабораторией, замечательный учёный с высокой цитогенетической квалификацией.

Если работы по космической генетике на модельных объектах шли достаточно планомерно, то космической генетикой человека занимались фрагментарно и достаточно безрадостно. Хочу остановиться на генетическом аспекте проблемы «адаптофенотип космонавта». Этот термин выдумали мы с В. Г. Солониченко. Я тотчас же побежала к Олегу Георгиевичу Газенко и всё ему рассказала. Он поступил со мной как всегда: предложил сделать доклад на межведомственном специальном семинаре с приглашением генетиков и антропологов. Всеволод Васильевич Антипов мгновенно собрал очень представительный состав слушателей. Обсуждение было благоприятное. Правда, одна учёная-антрополог, увенчанная чинами и орденами, долго поучала меня, что «национальность» — понятие только социальное, а не биологическое. Но в остальном всё прошло благополучно. Тем не менее до сих пор дело движется очень медленно.

Термин «адаптофенотип» подразумевает устойчивый комплекс фенотипических, физиологических,
психических и генетических характеристик человеческого организма, наиболее соответствующих
какому-либо роду деятельности. Можно говорить об адаптофенотипе космонавта, подводника,
альпиниста, спелеолога, спортсменов (спринтеров, стайеров) и других. В качестве
уточнения следует отметить, что такие термины, как «эталон», «образ космонавта»,
— это идеал, единичный образец, в то время как «адаптофенотип космонавта» — это
реальная группа, совокупность индивидуумов, безусловно имеющая «биологический
разброс», то есть отклонения от идеала. В человеческом обществе нельзя иметь породы
и сорта, о чём мечтали евгеники. Это при формировании сортов растений и пород
животных селекционеры подбирают пары, занимаются гибридизацией и отбором в поколениях.
Но применительно к человеку можно использовать индивидуально-конституциональный
анализ, который позволяет выделить среди разнообразных индивидуумов существующего
сообщества достаточно большое число людей с комплексом профессиональных особенностей.
Так, можно отобрать группы с «адаптофенотипом космонавта». Здесь нет ограничений
ни расовых, ни национальных, ни по принадлежности к определённому полу. Отбор
в группу космонавтов можно вести среди реальных людей разных профессий (однако
всё-таки ограниченного профессионального диапазона) с различными условиями жизни
(Крайний Север и южные страны), то есть с различной профессиональной и экологической
средой.

Формирование определённого адаптофенотипа с присущей всей группе общностью в «норме реакции» отличается практической направленностью, хотя в космической биологии и медицине, по-видимому, ещё не заметна «грань» между научными построениями и практической значимостью. Однако следует подчеркнуть и потенциальную научную перспективу индивидуально-конституционального подхода при изучении наследственной изменчивости человека в условиях длительного космического полёта или постоянного пребывания в космосе при организации межпланетных полётов и создании в космосе автономных поселений людей.

Если при отборе космонавтов медицинское и психологическое обследования проводятся давно, упорно и на достойном уровне, то планомерной генетической работы до сих пор нет.

Я неоднократно обсуждала с О. Г. Газенко проблему «адаптофенотипа космонавта», мне кажется, даже перегружала его своими заботами. Ведь в разных областях медицины и биологии собрано много данных. Нельзя «закапываться» в сиюминутных задачах, следует работать с опережением времени. Нужно формулировать проблемы будущего, не только основываясь на интуиции, но и опираясь на тот научный багаж, который уже накоплен, но не используется для объединяющих идей.

Человеческому обществу присуще отсутствие естественного отбора, скорее можно говорить о «противоестественном отборе». Цивилизация, неся блага человечеству, ставит под угрозу биологическое существование людей. Медицина на современном её уровне умеет сохранять жизнь многим маложизнеспособным пациентам, выхаживать и реанимировать неполноценных детей. Генофонд человечества засорен многими наследственными пороками. Именно поэтому необходимо развивать исследования по защитным свойствам организма.

Индивидуальная и видовая устойчивость растений и животных к бактериальным и вирусным инфекциям обеспечивается сложной многоступенчатой системой защитных сил организма. Такое разнообразие — следствие параллельной эволюции паразита и хозяина. Эволюционное толкование явлений иммунитета помогает выяснить иммунные механизмы. Лимфоидная система и способность к образованию специфических антител впервые появляются только у позвоночных.

В живом организме защитные механизмы чрезвычайно разнообразны. Если одна система ослабевает, то усиливается другая. У человека при ослаблении иммунной системы выработки антител усиливается РНК-интерференция. Эволюционно эта система более древняя, и впервые РНК-интерференция возникла у растений. Она играет большую роль у насекомых и пауков. Сохранилась она и у других таксонов, в том числе у человека. Механизм РНК-интерференции заключается в следующем: короткая двухцепочная молекула РНК состоит из «смысловой» цепочки и «антисмысловой». Анти-РНК в комплексе со специальным белком прикрепляется к считанному при транскрипции РНК транскиптону, и происходит его разрушение. Таким образом, нет ни трансляции, ни образования белка, поскольку прерывается цепь передачи информации. Нобелевские лауреаты 2006 года Э. Фаер и К. Мелло сформулировали тезис о феномене РНК-интерференции, в настоящее время это общепринятая гипотеза (см. «Наука и жизнь» № 11, 2006 г.).

Новый период космической генетики призовёт новых людей, которые будут заниматься разведыванием новых трасс. Нужно надеяться, что в то время, когда каждый отдельный человек на Земле ощущает вызовы и угрозы окружающего мира, программы космической генетики объединят всех людей планеты на общее дело.

Я много говорила об этих проблемах с Олегом Георгиевичем. К нему можно было ворваться в кабинет и рассказать то, что в тот момент мне казалось очень важным, а он тихонько, деликатно и мудро мне оппонировал. Общение с Олегом Георгиевичем обогащало. Помню, однажды я сказала, что биологическая наука должна переходить от релятивистских поисков к представлениям «организма как целого», к ощущению биосферного единства и т. д. И тут Олег Георгиевич промолвил:

«Наука будущего будет сродни искусству». И действительно, ведь это очевидно, что гениальные поэты, художники и композиторы прозревали мир.

Редакция благодарит Государственный научный центр Институт медико-биологических проблем РАН за предоставление иллюстраций.

Сравнительная оценка представления о живом процессе в современной биологии и в Витакосмологии — Русское Космическое Общество

Живым Творец является потому, что

Он существует во времени и пространстве.

Пространство и время имеют электромагнитное

происхождение, поэтому и Жизнь имеет электро-

магнитное происхождение.

«О, решите мне загадку жизни, мучительную древнюю загадку, над которой билось уже столько голое,— головы в шапках, расписанных иероглифами, головы в тюрбанах и черных беретах, головы в париках и тысячи других бедных потеющих человеческих голов. ..»
Г. Гейне

Некоторые формулировки понятия ЖИЗНЬ

Начнём с того, что все мы живём в электромагнитной среде, внутри магнитного и электрического поля Земли. Естественно, что, живя в таких условиях, все формы вещества должны уметь взаимодействовать с электромагнитными полями. Тем более, что все формы вещества и все типы излучений имеют одно электромагнитное происхождение. Все наши органы чувствования реагируют на электромагнитные воздействия среды, превращая их в электрические токи питания всех внутренних систем. Эти воздействия запоминаются в структуре памяти в форме непрерывного движения токов внутри замкнутой структуры памяти. Это означает, что основой жизни всех форм вещества является электромагнетизм – энергоинформационные поля.

Хорошо известно, что Жизнь на Земле появилась раньше, ещё до появления самого человека. Это должно быть понято теми, кто приписывает человеку предназначение – управлять природой и распространять Жизнь в космосе. Поэтому прежде чем исследовать вызывающий вековые споры переход между живым и неживым, необходимо определить, что такое жизнь. Ответить на вопрос: Чем живое отличается от неживого, можно только тогда, когда станет понятной сама Жизнь как единый вселенский процесс.

Чтобы изложить эту идею, надо выбирать между глубиной изложения и широтой обобщения, или найти такое ОБОБЩАЮЩЕЕ начало, которое бы позволили кратко и понятно изложить то, что не понималось веками. Этим обобщающим началом является электромагнитный способ взаимодействия вещества с излучениями, благодаря которому строится структура вещества в соответствии с информационным содержанием сигнала. Чтобы понять биологию, надо понять работу атома, молекул, понять закон объединения простых атомов в систему. Но тут возникает новая проблема — современное знание электромагнетизма молодёжью стоит на очень низком уровне.

Однако опыт, накопленный человечеством в освоении электромагнитных волн, уже столь велик, что позволяет сделать обобщающее представление и в биологии Жизни. В итоге вырисовывается общий закон сохранения и развития жизни не только на Земле, но во Вселенной. И этот закон оказывается очень простой: всякое последующее действие происходит по памяти предыдущих действий. Поэтому работу, в результате которой получается живой процесс, можно получить только путём выравнивания перепадов магнитного давления. Ритмы магнитные связаны со структурой памяти, и представляют собою некие импульсы творческого мышления, которые, воздействуя на электрически заряженные рецепторы (чувствительные элементы), вызывают электрические циклы колебательного процесса. Рецепторы потребляют энергию электрического поля, которое сопровождает магнитное поле.

Биологи, исследуя эту проблему, обычно рассматривают и сравнивают живую клетку с некоторой совокупностью «неживых» молекул, заранее уже считая молекулу неживой, а клетку живой. Совершив такую «логическую» операцию, тут же начинают сравнивать параметры клетки с молекулой, выводя из этого сравнения все различия между живым и неживым. Попутно, обращая внимание на колоссальное различие в сложности объектов сравнения, приходят к заключению, что простые молекулы самопроизвольно ни при каких условиях не смогли бы сгруппироваться в такую сложную клетку. Но почему-то забывают или не хотят знать причину объединения простых элементов в систему, более сложную, чес сами элементы в отдельности. Чем обусловлено или что побуждает одиночные элементы к объединению в систему родственных по происхождению элементов. Надо обратить внимание на родственное происхождение элементов, а ни каких попало.

Как уже неоднократно говорилось, современная наука не имеет удовлетворительного определения понятию Жизнь. Да и самому процессу Жизнь относят только биологические процессы с уровня клеточных процессов, при этом даже вирусы отнесены к неживым элементам биологии. Жизнь в науке считается уникальным явлением, присущим только для Земли и только в Солнечной системе. Вот в таком отсталом информационном мире и живёт современное человечество, мечтая о бессмертии и о распространении жизни в космосе под собственным руководством.

Около 100 лет назад Ф. Энгельс дал Жизни такое определение: «Жизнь есть способ существования белковых тел, и этот способ существования состоит по своему существу в постоянном самообновлении химических составных частей этих тел«[1]. Термин «белок» тогда ещё не был определён вполне точно и его относили обычно к протоплазме в целом. Сознавая неполноту своего определения, Энгельс писал: «Наша дефиниция (краткое определение или толкование слова) жизни, разумеется, весьма недостаточна, поскольку она далека от того, чтобы охватить все явления жизни, а, напротив, ограничивается самыми общими и самыми простыми среди них… Чтобы получить действительно исчерпывающее представление о жизни, нам пришлось бы проследить все формы её проявления, от самой низшей до наивысшей». Именно это и осуществляет Витакосмология, исследуя Жизнь с уровня электромагнитных волн и нейтрона.

Биологи дают общую формулировку понятию биологической Жизни: «Жизнь – процесс существования биологических систем (например, клетки, организма растения, животного), основу которых составляет сложные органические вещества, способные самовоспроизводиться, поддерживать своё существование в результате обмена энергией, веществом и информацией со средой. »[2].

Но почему-то забывают указать, что самовоспроизводства, как такового в клетке нет, тот или иной белок воспроизводится согласно информационной матрице РНК того гена, с которого снята копия этой РНК, и этот белок нужен только для этого гена. То есть, идёт не самовоспроизводство, а целевое творение, как необходимое для структуры памяти. А теперь надо понять роль белка для гена, как элемента памяти, и тогда никаких проблем с понятием жизни не будет. Витакосмология даёт пояснение о назначении белков для ДНК.

Нобелевский лауреат Г.Маркони говорил: “Все учёные знают, что существуют неразрешимые тайны. Только вера в высшее Существо, вера, требующая от нас повиновения, даёт нам мужество приступить к изучению тайн жизни.” Что правда, то правда, надо иметь мужество признать Жизнь космическим явлением.

Еще в 1959 г. эстонский академик Густав Наан, затрагивая философские вопросы естествознания, писал: «Быть может, возникновение звёзд, планет и галактик, происхождение жизни, по крайней мере, отчасти, именно с таким трудом поддаются раскрытию, что нам не известен соответствующий Закон, и мы находимся во власти сильно укоренившегося представления о том, что все эти явления могут получить объяснения только как редкое исключение из общего правила».

Биолог, математик и кибернетик Эшби, будучи разносторонне эрудированным учёным, высказывал своё негативное отношение к тем, кто считал происхождение биологической жизни на Земле редким и случайным явлением во Вселенной. Однако до настоящего времени этого странного взгляда на происхождение собственной жизни придерживается большинство в учёном мире. Тем не менее, наметилась определенная тенденция в стремлении связать воедино процессы жизни на Земле с физическими процессами, происходящими, как в микромире, так и в Галактике, в космосе. Пришло время освободиться от планетарной замкнутости сознания, ощутить себя в едином потоке жизни во Вселенной.

Основоположник гелиобиологии, славный учёный и человек Александр Леонидович Чижевский в своей книге «Земное эхо Солнечных бурь» говорил: «Мы привыкли придерживаться грубого и узкого антифилософского взгляда на жизнь как на результат случайной игры только земных сил. Это, конечно, неверно. Жизнь же, как мы видим, в значительно большей степени есть явление космическое, чем земное. Она создана воздействием творческой динамики космоса на инертный материал Земли… Наибольшее влияние на физическую и органическую жизнь Земли оказывают радиации, направляющиеся к планете со всех сторон Вселенной. Они связывают наружные части Земли непосредственно с космической средой, роднят её с нею, постоянно взаимодействуют с нею, а потому и наружный лик Земли, и жизнь, наполняющая его, являются результатом творческого воздействия космических сил. …человек и микроб — это существа не только земные, но и космические, связанные всей своей биологией, всеми молекулами, всеми частицами своих тел с космосом, с его лучами, энергетическими потоками и полями».

Но ещё в 1990 г. академик АМН СССР В. П. Казначеев отмечал: «Сегодня всё ещё трудно провести через ВАК диссертацию, в которой бы положительно упоминался Чижевский, человек, окончивший три вуза (четыре факультета), избранный почётным членом около 30 академий и научных обществ Европы, Америки, Азии, учёный,который настоял на снятии своей кандидатуры, выдвинутой на Нобелевскую премию…».

В чём же причина столь консервативного взгляда оппонентов космического единства земной жизни? Она заключена в официальном проповедовании смерти. Все программы новостей равнозначны фильмам ужасов, пропагандируется насилие и терроризм под лозунгом защиты прав человека, а себялюбие и самолюбование стало нормой поведения. То, что проповедуется, то и достигается, «посеешь ветер — пожнёшь бурю». И это воистину так. Где же выход?

Выход из нынешнего тупикового состояния развития людей находится в проповедовании единства жизни в мире Вселенной; «Всё живое происходит из живого» — говорил гениальный Луи Пастер. А единственным стоящим делом на Земле является любовь; любовь, а не смерть. Ведь те, кто проповедует зло, насилие, смерть, тоже люди и они тоже хотят жить. Значит, надо открыть общий закон развития жизни и её сохранения — Основной Закон во Вселенной.

Всё тайное сокрыто в Разуме, носителем которого является геном, структурная форма памяти, сложность которой непрерывно возрастает от одного поколения к другому, от одной волны эволюции жизни к другой. Значит, нам надо не просто заявить о существовании Основного Закона развития жизни, но и показать, как он проявляется в разных мирах, нам надо выяснить, как происходит взаимодействие с целью приобретения энергии как жизненной силы (или энергии питания), и с целью получения или обмена информацией. Мы снова возвращаемся к проблеме дальнодействия, к проблеме силовых линий, как реальной основы всех информационных полей и материальных форм жизни, основы космической информационной сети.

Геномом является любая структура памяти, будь то ядро атома из протонов и нейтронов, или ядро клетки, где расположены хромосомы, состоящие из замкнутых элементов памяти (пуринов и пиримидинов) и сахарофосфатов, снабжённых разнообразными белковыми молекулами. Белки в основном состоят из левых молекул аминокислот, а сахара имеют правую структуру.

Не имея возможности ответить на вопрос о происхождении жизни из «косного» вещества, современная биология и физика оказались в трудном положении, пытаясь увязать множество статических данных в стройную картину мира взаимозависимых событий и явлений. Физика официально отказалась от объяснения живого вещества «в силу огромного количества информации». Единство всех жизненных процессов мы попытаемся раскрыть, исходя из концепции наличия реальных силовых линий, в противном случае, все разговоры о жизни останутся просто разговорами. И ещё, для того, чтобы видеть весь мир живым, нам надо подробно изложить вопросы разделения полов, размножения, асимметрии живых процессов, хиральности биологических объектов, и т. п. Это самые сложные вопросы современного естествознания.

На сегодняшний день вопрос о происхождении жизни остается главным в современной науке, о чём говорит обилие высказываемых формулировок понятию Жизнь. Вот, например, некоторые из них.

Биолог Медников Борис Михайлович в книге «Аксиомы биологии» предложил сформулировать определение жизни следующей фразой: жизнь – это активное, идущее с затратой энергии поддержание и воспроизведение специфической структуры. Краткость изложения требует обширного пояснения объёмом с книгу, что он и сделал, выделив основные аксиомы теоретической биологии:

1. — Все живые организмы оказываются объединенными единством фенотипа[3] и программы для его построения (генотипа), передающейся по наследству из поколения в поколение (аксиома А. Вейсмана).

2. — Генетическая программа образуется матричным путем. В качестве матрицы, на которой строится ген будущего поколения, используется ген предшествующего поколения (аксиома Н. К. Кольцова).

3. — В процессе передачи из поколения в поколение генетические программы в результате различных причин изменяются случайно и не направленно, и лишь случайно такие изменения могут оказаться удачными в данной среде (1-ая аксиома Ч. Дарвина).

4. — Случайные изменения генетических программ при становлении фенотипа многократно усиливаются (аксиома Н. В. Тимофеева-Ресовского).

5. — Многократно усиленные изменения генетических программ подвергаются отбору условиями внешней среды (2-ая аксиома Ч. Дарвина).

Ковариантная редупликация (самовоспроизведение с изменениями), осуществляемая на основе матричного принципа (сумма трех первых аксиом), — это, видимо, единственное специфическое для жизни (в известной нам форме ее существования на Земле) свойство. В основе его лежит уникальная способность к самовоспроизведению основных управляющих систем (ДНК, хромосом и генов)».[3]

«Жизнь – одна из форм существования материи, закономерно возникающая при определенных условиях в процессе ее развития».

Биохимик Дж. Бернал в своей книге «Возникновение жизни», М. Наука, 1969 г. писал: «Жизнь есть частичная, непрерывная, прогрессирующая, многообразная и взаимодействующая со средой самоорганизация потенциальных возможностей электронных состояний атомов».

Академик Дубинин А. Д. в книге «Философские проблемы биологии…» АН. СССР, 1959 г., писал: «Жизнь на Земле — это интегральное существование ДНК, РНК и белков в форме индивидуализированных, личных и видовых, целостных, разного уровня структурно-биологических, открытых систем, со свойствами самоорганизации и самовоспроизведения исторически развивающейся генетической информации».

Академик Энгельгардт В. А. в своей работе «Интегратизм — путь от простого к сложному в познании явлений жизни», ж. «Вопросы философии» № 11, 1970 г. писал: «Жизнь — это наивысшая из известных нам форм существования материи, достигнутая ею в процессе эволюции».

А. А. Бутаков в книге «Основные формы движения материи и их взаимосвязь в свете современной науки», М. Наука, 1974 г., писал: «Жизнь — (биологическая форма движения материи) представляет собой существование открытых, то есть обменивающихся веществом и энергией, нуклеопротеидных систем, обладающих свойствами саморегулирования и самовоспроизведения».

Академик Пасынский А. Г. в учебнике «Биофизическая химия», М. Наука, 1968 г., писал: «Жизнь — это способная к самовоспроизведению белковая открытая система».

А. И. Игнатов в автореферате докторской диссертации (в 1973 г.) «Философские вопросы проблемы существования жизни» говорил: «Жизнь есть высший природный уровень организации материи, представляющей собой единство белковых систем, видов и биосферы, основным способом поддержания целостности которых служат реакции самоуправления с использованием бессознательных форм идеального отражения».

Профессор Югай Г. А. в книге «Философские вопросы теоретической биологии» М. Наука, 1976г. отмечал: «Жизнь есть особая космическая организованность материи, существенным моментом которой является борьба энтропии и эволюции, удержание антиэнтропийного состояния на основе постоянного самообновления, обмена или кругооборота вещества, энергии и информации».

Академик Опарин А. И., приложивший много усилий для доказательства до биологического происхождения жизни, не дал определения понятию жизнь из-за открывшейся ему бесконечной сложности изучаемых явлений.

Академик Вернадский В. И. также не дал определения жизни, но подарил человечеству идею о живом веществе: « Живое вещество охватывает и перестраивает все химические процессы биосферы. Живое вещество есть самая мощная биологическая сила биосферы, растущая с ходом времени… Оно не случайно и независимо от нее, в ней живёт, оно есть проявление физико-химической организованности биосферы».

Академик Вологдин А. Г. в своей книге « Земля и жизнь» М. Недра, 1976 г. писал: «Органическая жизнь в природе в форме бактерий теснейшим образом связана с веществом земной коры: минеральный субстрат играет роль источника энергии для многообразных бактерий.

Бактерии перерабатывали местами в разное время огромные массы железа, серы, азотных соединений, образовывали «осадочные» железные и марганцевые руды, свободный азот и т. д. Водоросли, используя энергию солнечных лучей, накапливали огромные массы органического вещества, преобразуя углекислоту и воду».

Ф. Кон писал: «Жизнь подобна священному огню Весты, который только потому поддерживается постоянно, что новое пламя зажигается от старого». Носители жизни функционально подобны. Подобие в мире живого проявляется в области жизненных функций. «Функционирование всех субъектов во внешней среде подобно во всех точках пространства, во всех частных мирах и во все моменты времени».

Р. Верхов в книге «Атомы и индивиды», 1859 год отмечал, что «Человеческое общество — это большой организм».

Математик и кибернетик А. А. Ляпунов в статье «Кибернетика живого», ж. Биология и информация. М. 1984 г. с. 45 писал: «Жизнь — это высокоустойчивое состояние вещества, использующее для выработки сохраняющих реакций информацию, кодируемую состоянием отдельных молекул».

В 1926 году русский циклист Г.И.Маркелов писал в статье «Ритм как биологический фактор творчества»: «Жизнь, взятая во всём своём целом, есть ни что иное, как непрестанное творчество, покоящееся на законах ритма. Эти последние, являясь законами мировыми, космическими, пронизывают её не только во внешних, формально — структурных элементах органического и неорганического вещества, но и внутренних, периодически совершенствующихся процессах, давая рядом с ритмом статическим и динамический ритм. Жизнь поэтому неотделима от ритма».

Всё есть продукт единого, всемирного, творческого усилия. Нет ничего мёртвого в Природе. Всё является органическим и живущим, и потому весь мир есть живой организм” — говорил Парацельс. [FranzHartman. М.Д. стр.44].

Алексей Лосев писал: «Жизнь есть жизнь — вот чего не понимают многие, рассуждавшие на эту тему. Самопознание есть результат жизни. Само знание вызвано потребностями жизни. Не мы познаём, но сама действительность в нас познает самоё себя. В конце концов, немы живём, но живёт в нас общая мировая жизнь. Мы только всплески на общем море бытия, только струи единого и всемирного потока, только волны неизмеримого Океана Вселенной».

Н.К.Рерих в книге «Семь великих тайн Космоса», излагая многочисленные мифы и легенды ариев и руссов, писал, что «планеты действуют в небесах подобно человеку на Земле. Они порождают себе подобных, стареют и потухают, и только духовные принципы живут в их порождениях как пережиток их самих. Планета есть живое существо, ибо в Космосе ни один атом не лишён жизни, сознания или духа. В древних легендах можно встретить сравнение Земли с большим животным, имеющим свою особую жизнь и, следовательно, своё сознание или проявление духа. Закон рождения, роста и разрушения всего в Космосе, от Солнца до светляка, ползающего в траве, Един. Существует непрерывная работа совершенствования с каждым новым проявлением, но Субстанция – Материя и Силы – одни и те же» (20,с.647).

Известный американский учёный – биохимик Сирил Поннамаперума в своей книге «Происхождение жизни». М.: Мир.1977г. стр.9, говорил, что «происхождение жизни, как происхождение Вселенной и разума, представляет собой одну из фундаментальных проблем науки». Далее он отмечает , что Дж.Д.Бернал говорил о проблеме происхождения жизни на 31-й гутриевской лекции в Британском физическом Обществе: «Даже сформулировать данную проблему одному учёному не по силам, так как ему для этого нужно быть одновременно математиком, физиком, квалифицированным физиком — органиком, обладать широкими познаниями в геологии, геофизике, геохимии и, кроме всего прочего, свободно ориентироваться во всех областях биологии.

В журнале «Эниология» №4, 2002г. в статье, где обсуждается построение учебного пособия для слушателей этого курса знаний (стр. 79), говориться, что «нужно чётко дистанцироваться от споров о том, что Земля живая или неживая, ибо этот вопрос на сегодня неразрешим».

Специалист в области физики кристаллов Денисова Н.А.в работе «Фундаментальные ошибки фундаментальной науки». Бишкек. Илим. 1998г. стр.3.,будучи автором ряда открытий в области кристаллов, пишет: «Физика конденсированного состояния вещества построена на твёрдом убеждении, что неорганическая среда не развивается. Все её теории используют только один подход — полностью исключить историзм изучаемого объекта. В действительности неорганическая среда развивается от ( молекулы) атома до кристалла…..Современная физика даже и не ставит вопроса о возникновении и развитии физических объектов, свойства и закономерности физических систем считаются неменяющимися со временем».

Выдающийся математик девятнадцатого века, член Парижской Академии наук Пьер Симон Лаплас написал в приложении к работе «Опыт философии теории вероятностей»: «Ум, которому были бы известны для какого-либо момента все силы, одушевляющие Природу, и относительное положение всех её составных частей, если бы вдобавок он оказался достаточно обширным, чтобы подчинить эти данные анализу, обнял бы в одной формуле движения величайших тел Вселенной наравне с движениями легчайших атомов, то не осталось бы ничего, что было бы для него недостоверно, и будущее, также как и прошедшее предстало бы перед его взором». Вывод Лапласа о запрограммированности всех будущих состояний Вселенной исключает возникновение каких бы то ни было случайных явлений, которые не предусмотрены Умом.

Дадим свою формулировку понятию жизнь – самому устойчивому процессу в космосе:

Жизнь — это универсальное свойство Природы для реализации процесса воспроизводства генетической памяти посредством распространения сигнальной информации (духовной сущности) в фотонном пространстве космоса без ослабления и нарушения её смыслового содержания. Форма Материя в процессе своего роста и развития, руководствуясь программой развития,воспроизводит духовную сущность в точной копии, достигая совершенства. Память не запоминает дважды одно и то же, но способна запустить процесс точного воспроизводства хранимого в себе знания. Процесс развития ограничен порогом достижения формой материи совершенства — полного и точного соответствия сигналу информации, который является духовной сущностью.

Жизнь — это управляемый внешними силами периодический процесс сознательных действий во внешней среде, когда всякое последующее действие происходит по памяти предыдущих действий, при этом формируется новая структура памяти, куда первая её форма входит составной частью и не видоизменяется благодаря непрерывному воспроизводству самой себя в точной копии в условиях периодической смены полярности внешнего магнитного поля. Магнитный ритм смены полярности управляет электрическими циклами процесса роста и развития.

Жизнь – это воспроизводство генетической памяти Центра Вселенной в точной копии с целью сохранения знаний в закономерной последовательности под управлением духовных сущностей, потенциальные силы которых требуется восстановить, обеспечив тем самым бессмертие генома Вселенной. Жизнь – это процесс медленного горения, это огненный процесс.

И для того чтобы сделать простыми великие Истины Живой Природы и абстрактные принципы или природные законы, жизненные силы Вселенной в преданиях и мифах древних рас были персонифицированы, стали богами и богинями. Но для этого надо было знать Истину Жизни, то есть быть высокоразвитыми, уметь творить сообразно законам Живой природы. Чтобы не забыть и сохранить истинное знание предыдущих цивилизаций, мудрецы стремились отобразить небесные процессы в форме людских поселений, сооружений храмов и пр., а именами богов называли правителей и жрецов. Так сложилось представление, что Боги жили среди людей.

Чтобы отличить живое от неживого в природе, произведём сравнение понятий живого процесса в биологии и витакосмологии. Это исследование покажет, что неживой природы нет, вся Вселенная – живая сущность, состоящая из живых систем.

Сравнительная оценка живого процесса в науке и в Витакосмологии

Сегодня проблема происхождения жизни исследуется широким фронтом различных наук. В зависимости от того, какое наиболее фундаментальное свойство живого исследуется и преобладает в данном изучении (вещество, информация, энергия), все современные концепции происхождения жизни можно разделить условно на:

1. — Концепцию субстратного происхождения жизни (её придерживаются биохимики, следующие путём А.И. Опарина.

2. — Концепцию энергетического происхождения. Она разрабатывалась ведущими учёными-синергетиками И. Пригожиным, М. Эйгеном и продолжается их последователями.

3.- Концепцию информационного происхождения. Ее развивали А.Н. Колмогоров, А.А. Ляпунов, Д.С. Чернавский.

4. — Концепция генного происхождения американского генетика Г.Меллера. Но его концепция базируется на случайности.

Проведём краткое сравнение оценки живого процесса:

1.Биология. Живые организмы характеризуются сложной, упорядоченной структурой. Уровень их организации значительно выше, чем в неживых системах.

Витакосмология. А кто знает организацию внутри ядра атома или организацию всей Вселенной, считая их неживыми? Атом и вся Вселенная являются высоко организованными системами, и эта организация является универсальной, основанной на электромагнитных явлениях. И их организация устойчивая, сохраняющаяся длительное время, большее по длительности, чем биологическая жизнь. Надо же понимать, что сложная система клетки появилась не сразу и навсегда, а в результате длительного процесса эволюции роста и развития форм вещества. Надо же знать цель развития и средства достижения цели.

2.Биология. Живые организмы получают энергию из окружающей среды двумя способами: через дыхание и пищеварение, используя её (энергию) на поддержание своей высокой упорядоченности. Большая часть организмов прямо или косвенно использует солнечную энергию. Кроме того, живые объекты осуществляют обмен веществ с окружающей средой.

Витакосмология. Надо же знать технологию получения энергии из внешней среды, а не просто заявлять об этом. Да все живые организмы получают энергию из окружающей среды, которая всегда является средой электромагнитной, она насыщена электромагнитными волнами и полями, и пронизана магнитными силовыми линиями. Нет другой среды во всём космосе, чтобы в ней отсутствовали электромагнитные излучения и поля. Все атомы, входящие в биологические молекулы и в молекулы кристаллов, обладают электронными оболочками, предназначенными для взаимодействия с электромагнитными волнами, преобразовывая их в электрические заряды и токи с той же частотой колебаний и в той же фазе, что и колебания самой волны. Поэтому одновременно с потреблением электрической энергии питания воспринимается и информационное содержание волны, согласно которому строится структурная форма любой клетки, любой молекулы и атома.

Электронная оболочка работает в режиме приёма-передачи, что и выглядит как энергоинформационный обмен.

3.Биология. Живые организмы активно реагируют на окружающую среду своим ощущением, движением, запоминанием ощущения, приспособлением к среде. Способность реагировать на внешние раздражения (воздействия) – универсальное свойство всех живых существ, как растений, так и животных. Сверхслабые или слабые взаимодействия организма со средой является главной загадкой живого.

Витакосмология. Все органы чувствования биологических объектов реагируют исключительно на электромагнитные сигналы внешней среды, поскольку сама среда жизни биосистемы – электромагнитная. Воздействия внешней среды – механические, химические, звуковые, чисто электрические, магнитные или просто электромагнитные – все они превращаются в электрические потенциалы действия нервных волокон. Все чувствительные органы биосуществ и отдельных атомов электрически заряжены, все они работают в виде последовательного электрического колебательного контура в режиме резонанса напряжения, реагируют на напряжённое состояние среды.

Механизм взаимодействия чувствительных органов с внешней электромагнитной средой начинается с взаимодействия электронной оболочки атома, входящего в структуру молекул чувствительного органа. Электромагнитная волна преобразовывается в электрические заряды и токи, согласно которым строится структура формы вещества.

Способность реагировать на сигналы внешней среды присуща всем вещественным формам. Современная нанотехнология чётко определила промежуточную структуру между отдельными атомами и кристаллической решёткой – кластерную структуру. Дискретность и целостность – два фундаментальных свойства организации жизни на Земле и в космосе.

Объединяясь в сообщество кластера, отмечает нанотехнология, атомы обобществляют свои электронные оболочки в единую электронную оболочку, они обобществляют свои чувствительные оболочек в общую чувствительную поверхность. Это позволяет им реагировать на электромагнитные волны большей длины, чем длина волны для одиночного атома. Именно это свойство – обобществлять свои чувствительные органы – и служит основной причиной повышения сложности живых систем поскольку боле длинная волна несёт и больший объём информации.

4.Биология. Живые организмы не только изменяются, но и усложняются. Кислород, водород и азот наряду с углеродом можно отнести «кирпичикам» живого. Клетка состоит на 70 % из кислорода, 17 % углерода, 10 % водорода, 3 % азота. Все кирпичики живого принадлежат к наиболее устойчивым и распространенным во Вселенной химическим элементам. Они легко соединяются между собой, вступают в реакции и обладают малым атомным весом. Их соединения легко растворяются в воде.

Витакосмология. Периодическая система химических элементов чётко показывает усложнение атомов химических элементов, которые живут семействами, как и биологические существа. Усложнение структуры происходит синхронно с повышением сложности гармоничного состава электромагнитных волн и полей внешней среды.

5.Биология. Всё живое размножается. Эта способность к самовоспроизведению, пожалуй, самая поразительная способность живых организмов. Человек способен породить только человека, а птица ласточка способна снести яйцо и высидеть птенчика – новую ласточку. Потомство одного вида тождественно своим родителям. В этом проявляется действие механизмов наследственности и изменчивости, определяющих эволюцию всех видов живой природы. Сходство потомства с родителями обусловлено ещё одной замечательной особенностью живых организмов – передавать потомкам заложенную в них информацию, необходимую для жизни, развития и размножения. Эта информация содержится в структуре памяти, в генах– единицах наследственности, мельчайших внутриклеточных структурах. Генетический материал определяет план направления развития организма.

Витакосмология. Действительно, всё живое размножается, но не до беспредела, а только в течение определённого времени, заданного ритмом колебаний внешних магнитных полей. А кто этот ритм задаёт, например, в той же биологической клетке? Хромосомный набор или генетическая память ядра клетки. Какой процесс идёт в клетке? Идёт процесс зарождения, роста и развития новой клетки, дочерней. Этот процесс включает в себя два основных момента: снимается копия хромосомного набора внутри ядра клетки, и синтезируются белковые молекулы в цитоплазме клетки для конкретных генов двух комплектов ДНК. В клетке идее процесс удвоения генетической памяти и одновременно синтезируются белки для генов.

Аналогичный процесс удвоения происходит в каждой электромагнитной волне: при распространении волны из электрических элементов среды воспроизводится копия исходного магнитного поля. Благодаря этому процессу волна способна перемещаться в пространстве.

Размножаются ли электромагнитные волны? Да, например, в резонаторе, куда попала электромагнитная волна, она усиливается в тысячи раз благодаря отражению от стенок резонатора. Другой пример. При радиоактивном распаде вещества происходит размножение нейтронов, а каждый из них – это элемент памяти ядра атома. Размножаются и атомы, иначе было бы невозможно объяснить большое количество однотипных атомов и молекул. Невозможно было бы объяснить, кто же распределяет атомы, строя кристаллическую решётку минерала. Исходной информационной матрицей нового атома является атом водорода, способного строить новую структуру ядра атома из пары (протон +нейтрон) под управлением соответствующего электромагнитного сигнала в данном месте. Опыта Люка Монтенье с зарождением ДНК в чистой водной среде это подтверждают.

6.Биология. Живые организмы хорошо приспособленык среде обитания и соответствуют своему образу жизни.

Витакосмология. Здесь комментарии излишни: все кристаллы, все виды растительности и микроорганизмов, все разновидности атомов приспособлены только к своей среде.

7.Биология. Живое способно к саморегуляции. Живая система работает против возрастания энтропии.

Витакосмология. С понятием энтропия в науке полное заблуждение, приведшее к представлению о «тепловой смерти Вселенной». Рост организованности и порядка происходит в каждой форме вещества, поскольку все виды вещества взаимодействуют с волнами излучений, последовательно прочитывая логическую последовательность гармоник волны, выстраивая структуру, соответствующую этим гармоникам. Живое вещество способно к САМОРЕГУЛЯЦИИ в процессе роста и развития только потому, что имеет внутри себя структуру памяти, способную к магнитному резонансу с внешним полем. При этом происходит избирательное взаимодействие с излучениями. Поэтому САМОРЕГУЛЯЦИЯ – происходит под внешним воздействием. Не будет внешних напряжённых ситуаций, не будет и надобности в САМОГЕУЛЯЦИИ.

8.Биология. Из совокупности этих признаков вытекает следующее обобщённое определение сущности живого: жизнь есть форма существования сложных, открытых систем, способных ксамоорганизации и самовоспроизведению. Важнейшими функциональными веществами этих систем являются белки и нуклеиновые кислоты.

Витакосмология. Из совокупности этих признаков отчётливо видно, что все Живые системы живут в электромагнитной среде и потому должны уметь с нею взаимодействовать. А это возможно только тогда, когда онисостоят из двух частей – чувствительной к внешним электромагнитным полям и структуры памяти. Все живые вещественные системы, начиная с атома водорода, способны преобразовывать излучения внешней среды в электрические токи, питающие процессы внутри этих систем.

Чем сложнее система, тем больше ей требуется энергии, одних волн не хватает,и она начинает потреблять целиком формы вещества, расщепляя и перерабатывая их на том же принципе, что делается при расщеплении длинных электромагнитных волн на малые гармоники.

Биология не поясняет функционального назначения белков по отношению к нуклеиновым кислотам. А это надо сделать, тогда станет понятной и сама Жизнь. Белки строятся согласно информационным матрицам, снятых с конкретных генов – каждому гену свой белок. Белки отличаются друг от друга только набором аминокислот – каждому белку – свои аминокислоты.При этом сами аминокислоты сформированы по единому плану диполя: гидроксильная и аминная группа заряжены противоположными зарядами. Молекулы аминокислот работают совместно с гидратной оболочкой с электромагнитными волнами, и потому являются источниками электрической энергии для всей молекулы белка.

Поэтому каждый белок – это батарейка для гена. Белки разные, они работают каждый со своим диапазоном длин волн.

Отсюда следует, что Жизнь как процесс, связана с воспроизводством генетической памяти и одновременно с формированием источников электрической энергии для структур памяти. Это способствует сохранению внутренних замкнутых потоков энергии внутри памяти, что служит сохранению духовной сущности – информационного содержания этих потоков энергии. Смерть не является противоположностью Жизни, поскольку она входит только составной (временной) частью общего процесса Жизни. Жизнь – явление вечное, но ритмичное и динамичное. Необходимость живого процесса только в том, чтобы сохранить знания о живом процессе – воспроизводстве генома. Без воспроизводства памяти она гибнет и потому процесс Жизни существует вечно.

9. Энергетическое дыхание живых систем

В биологии свойство дыхания отводится только клеткам и клеточным организмам. Эта функция ещё недостаточно изучена, хотя ритм дыхания задаёт ритм всему организму.

Витакосмология устанавливает: поскольку ритм колебательного процесса является свойством каждого атома и всей Вселенной в целом, то дыханием обладают они все, как живые объекты Космоса. Ритмом дыхания управляет структура памяти организма (например, ретикулярная формация продолговатого мозга человека обеспечивает эту функцию), а память об этом передаётся по наследству как одна из самых важных функций.

Вдох обеспечивает поступление тех компонентов, которые расщепляют (или окисляют) целостность крупных соединений, из отдельных частей которого можно затем синтезировать (восстановить) новое соединение с новыми свойствами.

Вдох способствует началу колебательного процесса, способствует реализации важнейшего условия роста и развития: рассыпаться, чтобы снова собраться в нужном месте в новом качестве. Выдох способствует удалению избыточного окислителя, снижению температуры, обеспечивает реакцию восстановления – режим сборки или творческий режим. Вдох-выдох обеспечивают постоянство температурного режима внутри формы вещества.

Весь гомеостаз основан на непрекращающемся ритме дыхания. Ритм дыхания не может нарушиться даже во сне, когда весь организм как единое целое отдыхает. Весь организм, будучи дискретной частью более сложной структуры социальной иерархии, подвержен ритму сна и отдыха, но дыхание не прекращается, обеспечивая жизнь телу.

Атом потому надо считать живой структурой, что он обладает ритмом собственных незатухающих колебаний, являющейся аналогом процесса дыхания, регистрируемого по спектру излучения и поглощения электромагнитных волн. Функцию окислителя или растворителя на этом уровне играют высокочастотные излучения. На клеточном уровне функцию дыхания выполняют два атома – кислород и углерод.

Земля как планетное тело обладает энергетическим дыханием через полярные районы, подчиняясь ритму солнечного ветра, ритму вспышечной активности Солнца. Планета активно дышит, когда большая активность Солнца, и тогда на полюсах формируются ледяные шапки. С падением активности Солнца, снижается ритм дыхания Земли, и полярные льды тают, перестраивается вся энергетика планетного тела. Поскольку вспышечная активность Солнца отражает его магнитные процессы, то становится понятным синхронизация живых процессов в планетной системе с помощью магнитных полей звезды.

10. Закон сохранения и развития жизни в Космосе

В современной биологии нет этого закона, всё отдано на волю случая и произвольное зарождение.

Витакосмология трактует Закон сохранения и развития жизни на всех уровнях иерархии так: всякое последующее действие (новый период автоколебаний) происходит по памяти предыдущего действия (периода колебаний). При этом формируется новая структурная форма памяти, куда первая входит составной частью и не видоизменяется, благодаря непрерывному воспроизводству самой себя в точной копии в ритмично изменяющейся полярности магнитной среды внешнего поля.

Жизнь является вечным движителем материи во Вселенной. Она имеет ритм, состоящий из активного и пассивного периодов. Главное предназначение Жизни – сохранить генетическую память, что возможно только при воспроизводстве генома в точной копии с одновременным воспроизводством всех источников энергетического питания генома. Геном постоянно нуждается в притоке энергии, чтобы сохранить кольцевые потоки в памяти. Тем самым Жизнь как процесс осуществляет воспроизводство Духа, воскрешает его. Поэтому все живые системы отнесены в категорию автоколебательных систем с самовозбуждением и внешней синхронизацией (со стороны внешнего магнитного поля).

Вывод

Биологические существа и вся биосфера возникли не сразу и не целиком. Чтобы изложить эту идею последовательной эволюции, надо выбирать между глубиной изложения и широтой обобщения, или найти такое ОБОБЩАЮЩЕЕ начало, которое бы позволило кратко и понятно изложить то, что не понималось веками. Этим обобщающим началом является электромагнитный способ взаимодействия вещества с излучениями, благодаря которому строится структура вещества в соответствии с информационным содержанием сигнала. Чтобы понять биологию, надо понять работу атома, молекул с электромагнитными волнами, понять закон объединения простых атомов в систему.

Все живые системы (от системы одиночного атома до системы космических тел) имеют электромагнитное происхождение и характеризуются следующими особенностями:

1. — все они объединены единством совокупности всех признаков и свойств, а также программой для их построения (творения) – памятью прошлых действий при взаимодействии с электромагнитными излучениями. Программа или память передаётся по наследству от одной волны эволюции форм вещества к другой. Внешняя среда формируется генетическим центром тех существ, которые живут в этой среде.

2. – все формы вещества построены по единому плану строения – чувствительная к излучениям наружная разомкнутая оболочка с электрическими свойствами и внутренняя замкнутая структура памяти с магнитными свойствами.

3. – Программа творения реализуется матричным путём в соответствии с основным законом Жизни – всякое последующее действие происходит по памяти предыдущих действий. Исходными матрицами являются семь типов атомов водорода, порождённых простейшим элементом генетической памяти – нейтроном. Водородные матрицы способны восстановить нейтрон генома, взаимодействуя со Светом, который несёт информационный смысл этого творения.

4. – Все живые формы вещества, работая в режиме сохранения частоты собственных колебаний, путём накачки усиливают слабый информационный сигнал, и служат элементом цепочки, вдоль которой выносятся командные электромагнитные сигналы из генетического центра. Формы вещества при этом усиливают Духовную сущность, которой является творческая мысль генома.

5. – Все живые формы вещества совершенствуются в своём росте и развитии до полного соответствия сигнальной информации. В зависимости от длины волны требуется то или иное число новых поколений форм данного вида, чтобы прочесть сигнал до конца. Тем самым определяется период жизни и развития данного вида живых существ, а так же причина вымирания животных биосферы.

6. – Жизнь развивается по программе внешнего генетического центра при сравнении информационных условий среды на основе внутреннего генома (памяти) – магнитный резонанс. Поэтому в живом процессе исключаются случайные явления. Наличие памяти у передающего информацию генома и у принимающего элемента обеспечивает условие – не передавать избыточную информацию.

7. – Сложность живой биосистемы возникает последовательно от начала творения атомов на основе водородных матриц, что позволяет логическое прочтение всей последовательности программы воспроизводства генома, начиная с высокочастотной гармоники,передаваемой электромагнитными волнами. Пределом строения формы является длительность данного сигнала. Дискретности системы располагаются в логической последовательности, формируя резонансное строение всей целостности в виде резонансной мембраны – тела формы вещества. Благодаря этому все дискретные элементы обобщены в единое информационное пространство целостности. И потому каждый дискретный элемент обладает информацией целого строения (голографический принцип Жизни).

8.- Универсальный закон жизни и универсальность строения вещества снимает все противоречия биологии и минералогии. Жизнь – явление единое для всех тел и систем Вселенной. И потому Жизнь является вечным движителем материи Вселенной, обеспечивая ГЕНЕТИЧЕСКОЕ ЕДИНСТВО Мира. Все процессы во Вселенной идут в режиме реального времени, что обеспечивает согласованность причинно-следственных связей. Время и пространство Жизни связаны с движением и процессами превращения и изменения физической реальности согласно закону электромагнитных колебаний.

В живом космосе пространство является фотонной средой, которое эволюционирует, видоизменяется по закону гомеоморфного (неразрывного) отображения посредством всеобщей электромагнитной (одномерной) связи «трёхмерной сферы» в четырёхмерном пространстве.

Эволюционирующее пространство фотонной среды – это абсолютная реальность колебательного бытия фотонной среды, которая, будучи сплошной и непрерывной,пребывает в ритмичном изменении своих свойств – в ней зарождаются локальные формы вещества. Из материала сплошной фотонной среды творятся вначале все атомы, из которых формируются все формы материи, заполняющие пространство по закону элементарных смыслов единой живой мысли Центрального генома.

Образовавшиеся локальные (дискретные) формы вещества оказываются в постоянном контакте со средой, из которой они выросли. Все формы вещества удерживают неразрывную связь со сплошной фотонной средой. Единство и целостность бытия генома Вселенной и тел космической среды реализуется принципом всеобщей электромагнитной связи и генетическим единством.

Контрольные вопросы

1.Является ли Жизнь уникальным явлением во Вселенной?

2.Каково Ваше мнение о том, что такое Жизнь?

3.Что надо знать, чтобы ответить на вопрос об отличии живого от неживого?

4.Считаете ли Вы, что нет неживой природы?

5.Что из себя представляет живой процесс?

6.Почему требуется сохранять Жизнь?

7.Является ли смерть противоположностью Жизни?

8.Какова функциональная роль белков в отношении ДНК?

9.Зачем нужны временно живущие формы вещества, и почему их надо периодически порождать?

10.Зачем нужна смена поколений в живом процессе?

11. Есть ли Закон, которому должен подчиняться сам Творец?

12.Почему Живой процесс считается процессом огненным?

13.Что является вечным в живом процессе?

[1] Маркс К. и Энгельс Ф., Соч., 2 изд., т. 20, с. 82

[2] ] Агапова О. В., Агапов В. И. Лекции по концепциям современного естествознания. Вузовский курс. – Рязань, 2000. С. 87.

[3] Фенотип – гр., являю тип. Совокупность всех признаков и свойств организма, сформировавшихся в процессе его возникновения, индивидуального развития (ортогенеза). Фенотип определяется взаимодействием генотипа, памяти или наследственной основы организма, с электромагнитными условия мивнешней среды, в которых протекает его развитие.

Урок №4. Презентация Microsoft PowerPoint.ppt

«Вампир» и «Перепел»: зачем МКС российский модуль «Наука», и какие эксперименты проводят в космосе

Николай Воронин
Корреспондент по вопросам науки

29 июля 2021

Подпишитесь на нашу рассылку ”Контекст”: она поможет вам разобраться в событиях.

Автор фото, Reuters

Подпись к фото,

Наблюдать за стыковкой можно было в режиме реального времени

В четверг Международная космическая станция приняла в свой состав новый модуль российского производства под названием «Наука», предназначенный для проведения экспериментов в области биологии, физики и других отраслей знания. Что за опыты собрались проводить на орбите? И зачем вообще заниматься научными исследованиями в космосе?

«Наука» — 15-й по счету основной блок МКС — стала первым пополнением российского сегмента орбитальной станции с 2010 года, когда американский шаттл «Атлантис» доставил на орбиту стыковочно-грузовой модуль «Рассвет».

По размеру «Наука» сравнима с первыми, самыми крупными блоками МКС: длина модуля превышает 13 метров, максимальный диаметр — 4,25 метра, а его общий вес — больше 20 тонн.

Помимо жилого отсека (дополнительная каюта для космонавта позволит увеличить российский экипаж МКС до трех человек), на борту нового модуля находятся солнечные батареи (собственных источников энергии у россиян до сегодняшнего дня почти не было: электричеством их в основном снабжали американцы), система регенерации кислорода на шестерых человек, космическая мастерская и дополнительный, четвертый по счету туалет.

Космический Ноев ковчег. Что нужно взять с собой для освоения новых миров?
Лунная гонка началась. Кто и как пишет правила игры?
«Запасная планета для человечества». К Марсу выстроилась очередь из стран — почему в ней нет России?

Впрочем, все вышеперечисленное — скорее приятное дополнение к основному функционалу, за счет которого «Наука» и получила свое название. Внутри модуля расположено целых 20 рабочих мест, специально оборудованных для проведения научных изысканий — проще говоря, постановки опытов. Основные направления исследований — квантовая физика, материаловедение, биоинженерия, космология и другие отрасли знания, в том числе сельское хозяйство.

Автор фото, Getty Images

Подпись к фото,

Полностью собранный модуль «Наука» подготовлен к установке на ракету «Протон» для отправки в космос

Еще 13 рабочих мест размещены на внешней стороне модуля — для экспериментов, проводимых в условиях вакуума, — однако выходить в открытый космос для их использования не обязательно. Большую часть работ там можно будет выполнять при помощи робота-манипулятора, созданного для российского сегмента МКС Европейским космическим агентством и оснащенного четырьмя инфракрасными камерами.

Название робота ERA расшифровывается как «Европейская роботизированная рука» (European Robotic Arm), и рука эта — длиной 11 с лишним метров — позволяет перемещать в открытом космосе грузы весом до восьми тонн, в том числе самих космонавтов, или управляться с техникой.

Автор фото, Science Photo Library

Подпись к фото,

Миниатюрная копия робота-манипулятора ERA на презентации в Нидерландах

Автор фото, EPA

Подпись к фото,

Космонавты смогут управлять роботом-манипулятором в режиме реального времени

Движения робота можно программировать заранее, а можно управлять им вручную, в режиме реального времени. Причем с очень высокой точностью: максимальное отклонение от намеченной цели не превышает всего полсантиметра.

Наука на орбите

Проведение научных экспериментов было одной из основных целей создания Международной космической станции.

Если когда-нибудь человечеству придется покинуть Землю, чтобы заняться освоением других планет, первым делом туда нужно как-то добраться. Учитывая, что путешествие будет неблизким (даже до ближайшего к нам Марса лететь по меньшей мере полгода), будущим колонизаторам придется подолгу жить в условиях, разительно отличающихся от тех, к которым мы привыкли и в которых прошла вся известная нам эволюция.

Как поведут себя живые организмы в условиях вакуума, микрогравитации, не отфильтрованного атмосферой и магнитным полем космического излучения? Ответить на эти и многие другие вопросы, возникающие в связи с освоением космоса, можно лишь опытным путем — а воссоздать условия космического полета для проведения экспериментов на Земле практически невозможно.

Автор фото, Reuters

Подпись к фото,

Так станция выглядит с борта шаттла, доставляющего на МКС новых членов экипажа

Пропустить Подкаст и продолжить чтение.

Подкаст

Что это было?

Мы быстро, просто и понятно объясняем, что случилось, почему это важно и что будет дальше.

эпизоды

Конец истории Подкаст

Именно поэтому опыты было решено проводить прямо в космосе — так сказать, в условиях, максимально приближенных к боевым. Для этого ученых было необходимо обеспечить не только соответствующим оборудованием, но и условиями, позволяющими жить и работать на орбите продолжительное время. Так родилась идея постоянно обитаемой орбитальной станции, экипаж которой можно было бы периодически заменять при помощи транспортных кораблей.

В годы холодной войны обе противоборствующие сверхдержавы — СССР и США — сделали несколько попыток реализовать подобный проект собственными силами, без привлечения партнеров из-за рубежа. Однако создание орбитальной станции оказалось делом невероятно сложным и затратным, и в начале 1990-х годов усилия было решено объединить.

История Международной космической станции началась в декабре 1998-го, когда к российскому блоку «Заря» (построенному на деньги США и формально до сих пор принадлежащему НАСА) пристыковался американский модуль «Юнити».

Автор фото, Science Photo Library

Подпись к фото,

Эта лаборатория на Земле — точная копия европейского модуля «Коламбус», здесь обучают будущих астронавтов

С тех пор станция разрослась почти в восемь раз. Российский сегмент МКС насчитывает пять модулей: «Заря», «Звезда», «Поиск», «Рассвет» и «Наука». В американском сегменте модулей 10, из которых два («Леонардо» и «Коламбус») принадлежат Европейскому космическому агентству и еще один («Кибо») — Японскому агентству аэрокосмических исследований.

Лабораторных модулей, отведенных исключительно под научные эксперименты, три: европейский «Коламбус», японский «Кибо» и американский «Дестини» — в общей сложности более 40 рабочих мест. На весь российский сегмент станции лабораторных мест до последнего времени приходилось всего шесть: пять в «Рассвете» и одно — в «Поиске».

Автор фото, Reuters

Подпись к фото,

«Наука» заняла место другого российского модуля, «Пирс»: на этом фото видно, как грузовой корабль «Прогресс» оттаскивает его от МКС, чтобы затопить в Тихом океане

«Мираж», «Мутация» и «Капля»

За два десятилетия существования МКС на станции было проведено несколько сотен экспериментов, по результатам которых написано более 5500 научных статей. Примерно половина из них связана с изучением того, как ведут себя в условиях космического полета живые клетки и целые организмы: как у них происходит обмен веществ, как ведут себя заключенные в них жидкости, как усваиваются лекарства и т.п.

Например, в ходе эксперимента «Аквариум» ученые пытались выяснить, насколько хорошо сохраняются на орбите животные и растения в «состоянии биологического покоя» — проще говоря, погруженные в спячку.

Автор фото, NASA

Подпись к фото,

Астронавт Кристина Кох проводит опыт по редактированию генома в условиях невесомости

Один из самых известных опытов российских космонавтов — изучение ДНК плодовых мушек-дрозофил в попытке понять, какие гены позволяют лучше переносить длительное нахождение на борту космического корабля. Как объясняется в описании эксперимента, в будущем генетический анализ пригодится для лучшего отбора членов экипажа.

Генетические исследования продолжат на борту модуля «Наука»: один из запланированных россиянами экспериментов, «Мутация», займется изучением того, как изменяется под воздействием космической радиации геном микробов.

Излучение — основная опасность, угрожающая космонавтам в ходе длительных перелетов. Способы защититься от жесткой космической радиации будут искать в ходе эксперимента «БТН-Нейтрон-2». Заодно на внешней стороне научного модуля можно будет опробовать, насколько устойчивыми к экстремальным условиям окажутся новые смазочные материалы.

Отдельный эксперимент посвящен изучению весьма необычной разновидности углерода — фуллерена. Его молекулы представляют собой замкнутые многогранники, сложенные из 60 или 70 углеродных атомов, с уникальными физическими свойствами.

Автор фото, NASA

Подпись к фото,

Американские астронавты пробуют еду, выращенную в космосе

Выращивать съедобные растения на орбите научились довольно давно: вот уже несколько лет в рацион астронавтов входят овощи, выращенные ими собственноручно прямо на борту МКС. Теперь экспериментируют с методами посадки: опыт по компактному выращиванию салата в конвейерной оранжерее носит название «Витацикл-Т».

Самый амбициозный проект россиян, «Перепел», ставит своей целью вывести в условиях микрогравитации птенцов японского перепела. Похожий эксперимент уже был проведен на орбитальной станции «Мир»: космонавты выявили нарушения в развитии зародыша, но не смогли точно опеределить их причину. Кроме того, родившиеся тогда птенцы не смогли адаптироваться к невесомости — эту проблему попытаются решить за счет новой конструкции инкубатора.

Пока на земле Россия и США независимо друг от друга ведут разработку ракетного двигателя, работающего на ядерном топливе, экипаж МКС займется разработкой охлаждающей системы, которая могла бы такой двигатель остудить. Эти работы пройдут в рамках эксперимента «Капля-2».

Сразу два опыта («Вампир» и «Мираж») посвящены технологии получения в космосе полупроводников. Специально для этого на «Науке» установлена мощная электровакуумная печь, где будут смешивать цинк, кадмий и теллур. В условиях невесомости выращенные из этого сплава кристаллы должны получаться значительно более чистыми, чем можно получить на Земле. Ученые надеются, что изготовленные из них датчики инфракрасного излучения смогут работать даже при комнатной температуре.

Роль биологии в космических исследованиях презентация. Космическая биология

Наука биология включает в себя массу разных разделов, больших и малых дочерних наук. И каждая из них имеет важное значение не только в жизни человека, но и для всей планеты в целом.

Второе столетие подряд люди пытаются изучать не только земное разнообразие жизни во всех ее проявлениях, но и узнать, есть ли жизнь за пределами планеты, в космических просторах. Этим вопросам занимается особая наука — космическая биология. О ней и пойдет речь в нашем обзоре.

Раздел

Данная наука относительно молодая, но очень интенсивно развивающаяся. Основными аспектами изучения являются:

Факторы космического пространства и их влияние на организмы живых существ, жизнедеятельность всех живых систем в условиях космоса или летательных аппаратов.
Развитие жизни на нашей планете при участии космоса, эволюция живых систем и вероятность существования биомассы вне пределов нашей планеты.
Возможности построения замкнутых систем и создания в них настоящих жизненных условий для комфортного развития и роста организмов в космическом пространстве.

Космическая медицина и биология являются тесно связанными друг с другом науками, совместно изучающими вопросы физиологического состояния живых существ в космосе, их распространенности в межпланетных просторах и эволюции.

Благодаря исследованиям этих наук стало возможным подбирать оптимальные условия для нахождения людей в космосе, причем не нанося при этом никакого вреда здоровью. Собран огромный материал по наличию жизни в космосе, возможностям растений и животных (одноклеточных, многоклеточных) жить и развиваться в невесомости.

История развития науки

Корни космической биологии уходят еще в древнее время, когда философы и мыслители — естествоиспытатели Аристотель, Гераклит, Платон и другие — наблюдали за звездным небом, пытаясь выявить взаимосвязь Луны и Солнца с Землей, понять причины их влияния на сельскохозяйственные угодья и животных.

Позже, в средние века, начались попытки определения формы Земли и объяснения ее вращения. Долгое время на слуху была теория, созданная Птолемеем. Она говорила о том, что Земля — это а все остальные планеты и небесные тела движутся вокруг нее

Однако нашелся другой ученый, поляк Николай Коперник, который доказал ошибочность этих утверждений и предложил свою, гелиоцентрическую систему строения мира: в центре — Солнце, а все планеты движутся вокруг. При этом Солнце — тоже звезда. Его взгляды поддерживали последователи Джордано Бруно, Ньютон, Кеплер, Галилей.

Однако именно космическая биология как наука появилась много позже. Только в XX веке русский ученый Константин Эдуардович Циолковский разработал систему, позволяющую людям проникать в космические глубины и потихоньку их изучать. Его по праву считают отцом этой науки. Также большую роль в развитии космобиологии сыграли открытия в физике и астрофизике, квантовой химии и механике Эйнштейна, Бора, Планка, Ландау, Ферми, Капицы, Боголюбова и других.

Новые научные исследования, позволившие людям совершить-таки давно планируемые вылеты в космос, позволили выделить конкретные медицинские и биологические обоснования безопасности и влияния внепланетных условий, которые сформулировал Циолковский. В чем была их суть?

Ученым было дано теоретическое обоснование влияния невесомости на организмы млекопитающих.
Он смоделировал несколько вариантов создания условий космоса в лаборатории.
Предложил варианты получения космонавтами пищи и воды при помощи растений и круговорота веществ.

Таким образом, именно Циолковским были заложены все основные постулаты космонавтики, которые не потеряли своей актуальности и сегодня.

Невесомость

Современные биологические исследования в области изучения влияния динамических факторов на организм человека в условиях космоса позволяют по максимуму избавлять космонавтов от негативного влияния этих самых факторов.

Выделяют три главные динамические характеристики:

вибрация;
ускорение;
невесомость.

Самой необычной и важной по действию на организм человека является именно невесомость. Это состояние, при котором исчезает сила гравитации и она не заменяется другими инерционными воздействиями. При этом человек полностью теряет способность контролировать положение тела в пространстве. Такое состояние начинается уже в нижних слоях космоса и сохраняется во всем его пространстве.

Медико-биологические исследования показали, что в состоянии невесомости в организме человека происходят следующие изменения:

Учащается сердцебиение.
Расслабляются мышцы (уходит тонус).
Снижается работоспособность.
Возможны пространственные галлюцинации.

Человек в невесомости способен находиться до 86 дней без вреда для здоровья. Это было доказано опытным путем и подтверждено с медицинской точки зрения. Однако одной из задач космической биологии и медицины на сегодня является разработка комплекса мер по предотвращению влияния невесомости на организм человека вообще, устранению утомляемости, повышению и закреплению нормальной работоспособности.

Существует ряд условий, которые соблюдают космонавты для преодоления невесомости и сохранения контроля над телом:

Для того чтобы добиться хороших результатов в преодолении невесомости, космонавты проходят тщательную подготовку на Земле. Но, к сожалению, пока современные не позволяют создать в лаборатории подобные условия. На нашей планете преодолеть силу тяжести не представляется возможным. Это также одна из задач на будущее для космической и медицинской биологии.

Перегрузки в космосе (ускорения)

Еще одним немаловажным фактором, воздействующим на организм человека, находящегося в космосе, являются ускорения, или перегрузки. Суть этих факторов сводится к неравномерному перераспределению нагрузки на тело при сильных скоростных движениях в пространстве. Выделяют два основных типа ускорения:

кратковременное;
длительное.

Как показывают медико-биологические исследования, и то и другое ускорение имеет очень важное значение в оказании влияния на физиологическое состояние организма космонавта.

Так, например, при действии кратковременных ускорений (они длятся менее 1 секунды) могут произойти необратимые изменения в организме на молекулярном уровне. Также, если органы не тренированы, достаточно слабы, есть риск разрыва их оболочек. Такие воздействия могут осуществляться при отделении капсулы с космонавтом в космосе, при катапультировании его или при посадках корабля на орбитах.

Поэтому очень важно, чтобы космонавты прошли тщательное медицинское обследование и определенную физическую подготовку перед полетом в космос.

Длительно действующее ускорение возникает при запуске и посадке ракеты, а также во время полета в некоторых пространственных местах космоса. Действие таких ускорений на организм по данным, которые предоставляют научные медицинские исследования, следующее:

учащается сердцебиение и пульс;
учащается дыхание;
наблюдается возникновение тошноты и слабости, бледность кожи;
страдает зрение, перед глазами появляется красная или черная пленка;
возможно ощущение боли в суставах, конечностях;
тонус мышечной ткани падает;
нервно-гуморальная регуляция меняется;
становится иным газообмен в легких и в организме в целом;
возможно появление потливости.

Перегрузки и невесомость заставляют ученых-медиков придумывать различные способы. позволяющие приспособить, натренировать космонавтов, чтобы они могли выдерживать действие этих факторов без последствий для здоровья и без потери работоспособности.

Один из самых эффективных способов тренировки космонавтов на ускорения — это аппарат центрифуга. Именно в нем можно пронаблюдать все изменения, которые происходят в организме при действии перегрузок. Также он позволяет натренироваться и приспособиться к влиянию этого фактора.

Полет в космос и медицина

Полеты в космос, безусловно, оказывают очень большое влияние на состояние здоровья людей, особенно нетренированных или имеющих хронические заболевания. Поэтому важным аспектом являются медицинские исследования всех тонкостей полета, всех реакций организма на самые разнообразные и невероятные воздействия внепланетных сил.

Полет в невесомости заставляет современную медицину и биологию придумывать и формулировать (вместе с тем и осуществлять, конечно) комплекс мер по обеспечению космонавтам нормального питания, отдыха, снабжения кислородом, сохранения работоспособности и так далее.

Кроме того, медицина призвана обеспечить космонавтам достойную помощь в случае непредвиденных, аварийных ситуаций, а также защиту от воздействий неизвестных сил других планет и пространств. Это достаточно сложно, требует много времени и сил, большой теоретической базы, использования только новейшего современного оборудования и препаратов.

Кроме того, медицина наравне с физикой и биологией имеет своей задачей защитить космонавтов от физических факторов условий космоса, таких как:

температура;
радиация;
давление;
метеориты.

Поэтому исследование всех этих факторов и особенностей имеет очень важное значение.

в биологии

Космическая биология, как и любая другая биологическая наука, обладает определенным набором методов, позволяющих проводить исследования, накапливать теоретический материал и подтверждать его практическими выводами. Эти методы с течением времени не остаются неизменными, подвергаются обновлениям и модернизации в соответствии с текущим временем. Однако исторически сложившиеся методы биологии все равно остаются актуальными и по сей день. К ним относятся:

Наблюдение.
Эксперимент.
Исторический анализ.
Описание.
Сравнение.

Эти методы биологических исследований базовые, актуальные в любые времена. Но существует ряд других, которые возникли с развитием науки и техники, электронной физики и молекулярной биологии. Именно они называются современными и играют наибольшую роль в изучении всех биолого-химических, медицинских и физиологических процессах.

Современные методы

Методы генной инженерии и биоинформатики.
Сюда относится агробактериальная и баллистическая трансформация, ПЦР (полимеразные цепные реакции). Роль биологических исследований такого плана велика, поскольку именно они позволяют найти варианты решения проблемы питания и насыщения кислородом и кабин для комфортного состояния космонавтов.
Методы белковой химии и гистохимии
. Позволяют управлять белками и ферментами в живых системах.
Использование флуоресцентной микроскопии
, сверхразрешающей микроскопии.
Использование молекулярной биологии и биохимии
и их методов исследования.
Биотелеметрия
— метод, который является результатом сочетания работы инженеров и медиков на биологической основе. Он позволяет контролировать все физиологически важные функции работы организма на расстоянии при помощи радиоканалов связи тела человека и компьютером-регистратором. Космическая биология использует этот метод как основной для отслеживания воздействий условий космоса на организмы космонавтов.
Биологическая индикация межпланетного пространства
. Очень важный метод космической биологии, позволяющий оценивать межпланетные состояния среды, получать сведения о характеристиках разных планет. Основу здесь составляет применение животных со встроенными датчиками. Именно подопытные животные (мыши, собаки, обезьяны) добывают информацию с орбит, которая используется земными учеными для анализа и выводов.

Современные методы биологических исследований позволяют решать передовые задачи не только космической биологии, но и общечеловеческие.

Проблемы космической биологии

Все перечисленные методы медико-биологических исследований, к сожалению, не смогли пока решить все проблемы космической биологии. Существует ряд злободневных вопросов, которые остаются насущными и по сей день. Рассмотрим основные проблемы, с которыми сталкивается космическая медицина и биология.

Подбор подготовленного персонала для полета в космос, состояние здоровья которого смогло бы удовлетворять всем требованиям медиков (в том числе позволило бы космонавтам выдерживать жесткую подготовку и тренировки для полетов).
Достойный уровень подготовки и снабжения всем необходимым рабочих космических экипажей.
Обеспечение безопасности по всем параметрам (в том числе и от неизведанных или инородных факторов воздействия с других планет) рабочим кораблям и авиаконструкциям.
Психофизиологическая реабилитация космонавтов при возвращении на Землю.
Разработка способов защиты космонавтов и от
Обеспечение нормальных жизненных условий в кабинах при полетах в космос.
Разработка и применение модернизированных компьютерных технологий в космической медицине.
Внедрение космической телемедицины и биотехнологии. Использование методов этих наук.
Решение медицинских и биологических проблем для комфортных полетов космонавтов на Марс и другие планеты.
Синтез фармакологических средств, которые позволят решить проблему оснащенности кислородом в космосе.

Развитые, усовершенствованные и комплексные в применении методы медико-биологических исследований обязательно позволят решить все поставленные задачи и существующие проблемы. Однако когда это будет — вопрос сложный и довольно непредсказуемый.

Следует отметить, что решением всех этих вопросов занимаются не только ученые России, но и ученый совет всех стран мира. И это большой плюс. Ведь совместные исследования и поиски дадут несоизмеримо больший и быстрый положительный результат. Тесное мировое сотрудничество в решении космических проблем — залог успеха в освоении внепланетного пространства.

Современные достижения

Таких достижений немало. Ведь ежедневно проводится интенсивная работа, тщательная и кропотливая, которая позволяет находить все новые и новые материалы, делать выводы и формулировать гипотезы.

Одним из главнейших открытий XXI века в космологии стало обнаружение воды на Марсе. Это сразу же дало повод к рождению десятков гипотез о наличии или отсутствии жизни на планете, о возможности переселения землян на Марс и так далее.

Еще одним открытием стало то, что учеными были определены возрастные рамки, в пределах которых человек максимально комфортно и без тяжелых последствий может находиться в космосе. Данный возраст начинается от 45 лет и заканчивается примерно 55-60 годами. Молодые люди, отправляющиеся в космос, чрезвычайно сильно страдают психологически и физиологически по возвращении на Землю, тяжело адаптируются и перестраиваются.

Была обнаружена вода и на Луне (2009 г.). Также на спутнике Земли были найдены ртуть и большое количество серебра.

Методы биологических исследований, а также инженерно-физические показатели позволяют с уверенностью сделать вывод о безвредности (по крайней мере, не большей вредности, чем на Земле) воздействия ионной радиации и облучения в космосе.

Научные исследования доказали, что длительное пребывание в космосе не налагает отпечаток на состояние физического здоровья космонавтов. Однако проблемы остаются в психологическом плане.

Были проведены исследования, доказывающие, что высшие растения по-разному реагируют на нахождение в космических просторах. Семена одних растений при исследовании не проявили никаких генетических изменений. Другие же, наоборот, показали явные деформации на молекулярном уровне.

Опыты, проведенные на клетках и тканях живых организмов (млекопитающих) доказали, что космос не влияет на нормальное состояние и функционирование данных органов.

Различные виды медицинских исследований (томография, МРТ, анализы крови и мочи, кардиограмма, компьютерная томография и так далее) позволили сделать вывод о том, что физиологические, биохимические, морфологические характеристики клеток человека остаются неизменными при пребывании в космосе до 86 дней.

В лабораторных условиях была воссоздана искусственная система, позволяющая максимально приблизиться к состоянию невесомости и таким образом изучить все аспекты влияния этого состояния на организм. Это позволило, в свою очередь, разработать ряд профилактических мер по предотвращению воздействия этого фактора при полете человека в невесомости.

Результатами экзобиологии стали данные, свидетельствующие о наличии органических систем вне биосферы Земли. Пока стало возможным только теоретическое формулирование этих предположений, однако в скором времени ученые планируют добыть и практические доказательства.

Благодаря исследованиям биологов, физиков, медиков, экологов и химиков были выявлены глубокие механизмы воздействия людей на биосферу. Добиться этого стало возможным путем создания искусственных экосистем вне планеты и оказания на них такого же влияния, как и на Земле.

Это не все достижения космической биологии, космологии и медицины на сегодняшний день, а только основные. Существует большой потенциал, реализация которого и есть задача перечисленных наук на будущее.

Жизнь в космосе

По современным представлениям жизнь в космосе может существовать, так как последние открытия подтверждают наличие на некоторых планетах подходящих условий для возникновения и развития жизни. Однако мнения ученых в этом вопросе делятся на две категории:

жизни нет нигде, кроме Земли, никогда не было и не будет;
жизнь есть в необъятных просторах космического пространства, но люди еще не обнаружили ее.

Какая из гипотез верная — решать каждому лично. Доказательств и опровержений и для одной, и для другой достаточно.

Слайд 1

Описание слайда:

Слайд 2

Описание слайда:

Слайд 3

Описание слайда:

Слайд 4

Описание слайда:

Слайд 5

Описание слайда:

Слайд 6

Описание слайда:

Важными для дальнейшего развития экофизиологического направления исследований явились эксперименты на советском биоспутнике «Космос-110» с двумя собаками на борту и на американском биоспутнике «Биос-3», на борту которого находилась обезьяна.
Во время 22-суточного полёта собаки впервые подвергались не только влиянию неизбежно присущих факторов, но и ряду специальных воздействий (раздражение синусного нерва электрическим током, пережатие сонных артерий и т. д.), имевших целью выяснить особенности нервной регуляции кровообращения в условиях невесомости. Кровяное давление у животных регистрировалось прямым путём.
Во время полёта обезьяны на биоспутнике » Биос-3″, продолжавшегося 8,5 суток, были обнаружены серьёзные изменения циклов сна и бодрствования (фрагментация состояний сознания, быстрые переходы от сонливости к бодрствованию, заметное сокращение фаз сна, связанных со сновидениями и глубокой дремотой), а также нарушение суточной ритмики некоторых физиологических процессов. Последовавшая вскоре после досрочного окончания полёта смерть животного была, по мнению ряда специалистов, обусловлена влиянием невесомости, которая привела к перераспределению крови в организме, потере жидкости и нарушению обмена калия и натрия.

Слайд 7

Описание слайда:

Слайд 8

Описание слайда:

Слайд 9

Описание слайда:

Исследования по космической биологии позволили разработать ряд защитных мероприятий и подготовили возможность безопасного полёта в космос человека, что и было осуществлено полётами советских, а затем и американских кораблей с людьми на борту.
Значение космической биологии этим не исчерпывается. Исследования в этой области будут и впредь особенно нужны для решения ряда вопросов, в частности для биологической разведки новых космических трасс. Это потребует разработки новых методов биотелеметрии (способ дистанционного исследования биологических явлений и измерения биологических показателей), создания вживляемых устройств для малой телеметрии (совокупность технологий, позволяющая производить удалённые измерения и сбор информации для предоставления оператору или пользователю), превращения различных видов возникающей в организме энергии в необходимую для питания таких устройств электрическую энергию, новых методов «сжатия» информации и др.
Чрезвычайно важную роль космическая биология сыграет и в разработке необходимых для длительных полётов биокомплексов, или замкнутых экологических систем с автотрофными и гетеротрофными организмами.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Подобные документы

Общая характеристика науки биологии. Этапы развития биологии. Открытие фундаментальных законов наследственности. Клеточная теория, законы наследственности, достижения биохимии, биофизики и молекулярной биологии. Вопрос о функциях живого вещества.

контрольная работа , добавлен 25.02.2012

Методология современной биологии. Философско-методологические проблемы биологии. Этапы трансформации представлений о месте и роли биологии в системе научного познания. Понятие биологической реальности. Роль философской рефлексии в развитии наук о жизни.

реферат , добавлен 30.01.2010

Зарождение биологии как науки. Идеи, принципы и понятия биологии XVIII в. Утверждение теории эволюции Ч. Дарвина и становление учения о наследственности. Эволюционные воззрения Ламарка, Дарвина, Менделя. Эволюция полигенных систем и генетический дрейф.

курсовая работа , добавлен 07.01.2011

Влияние наглядности на качество усвоения знаний учащихся по биологии на всех этапах урока. История возникновения понятия «наглядности», как дидактического принципа обучения. Классификация наглядных пособий по биологии и методика их применения на уроках.

курсовая работа , добавлен 03.05.2009

Теоретические основы, предмет, объект и закономерности биологии. Сущность, анализ и доказательство аксиом теоретической биологии, обобщенных Б.М. Медниковым и характеризующих жизнь и отличающуюся от нее нежизнь. Особенности генетической теории развития.

реферат , добавлен 28.05.2010

Понятие увеличительных приборов (лупа, микроскоп), их назначение и устройство. Основные функциональные и конструктивно-технологические части современного микроскопа, используемого на уроках биологии. Проведение лабораторных работ на уроках биологии.

курсовая работа , добавлен 18.02.2011

Исследование биографии и научной деятельности Чарльза Дарвина, основоположника эволюционной биологии. Обоснование гипотезы происхождения человека от обезьяноподобного предка. Основные положения эволюционного учения. Сфера действия естественного отбора.

презентация , добавлен 26.11.2016

Использование водорослей в космосе. Отрицательные стороны. Наука, которая занимается проблемами биологии в космосе — называется — космическая биология. Одна из проблем, которых применение водорослей на блага человечества в покорении космоса.

1
из 9

№ слайда 1

Описание слайда:

Роль биологии в космических исследованияхЧтобы понять какова роль биологии в космических исследованиях мы должны обратиться к космической биологии.Космическая биология-это комплекс преимущественно биологических наук, изучающих: 1) особенности жизнедеятельности земных организмов в условиях космического пространства и при полётах на космических летательных аппаратах 2) принципы построения биологических систем обеспечения жизнедеятельности членов экипажей космических кораблей и станций 3) внеземные формы жизни.

№ слайда 2

Описание слайда:

Космическая биология — синтетическая наука, собравшая в единое целое достижения различных разделов биологии, авиационной медицины, астрономии, геофизики, радиоэлектроники и многих др. наук и создавшая на их основе собственные методы исследования. Работы по космической биологии ведутся на различных видах живых организмов, начиная с вирусов и заканчивая млекопитающими.

№ слайда 3

Описание слайда:

Первоочередная задача космической биологии — изучение влияния факторов космического полёта (ускорение, вибрация, невесомость, измененная газовая среда, ограниченная подвижность и полная изоляция в замкнутых герметичных объёмах и др.) и космического пространства (вакуум, радиация, уменьшенная напряжённость магнитного поля и др.). Исследования по космической биологии ведутся в лабораторных экспериментах, в той или иной мере воспроизводящих влияние отдельных факторов космического полёта и космического пространства. Однако наиболее существенное значение имеют лётные биологические эксперименты, в ходе которых можно изучить влияние на живой организм комплекса необычных факторов внешней среды.

№ слайда 4

Описание слайда:

На искусственных спутниках Земли и космических кораблях в полет отправлялись морские свинки, мыши, собаки, высшие растения и водоросли (хлорелла), различные микроорганизмы, семена растений, изолированные культуры тканей человека и кролика и другие биологические объекты.

№ слайда 5

Описание слайда:

На участках выхода на орбиту у животных обнаруживалось ускорение учащения пульса и дыхания, которые постепенно исчезали после перехода корабля на орбитальный полёт. Наиболее важный непосредственный эффект действия ускорений — изменения лёгочной вентиляции и перераспределение крови в сосудистой системе, в том числе в малом круге, а также изменения в рефлекторной регуляции кровообращения. Нормализация пульса после воздействия ускорений в невесомости происходит значительно медленнее, чем после испытаний на центрифуге в условиях Земли. Как средние, так и абсолютные значения частоты пульса в невесомости были ниже, чем в соответствующих моделирующих опытах на Земле, и характеризовались выраженными колебаниями. Анализ двигательной активности собак показал довольно быструю адаптацию к необычным условиям невесомости и восстановление способности к координированным движениям. Такие же результаты были получены и в экспериментах на обезьянах. Исследованиями условных рефлексов у крыс и морских свинок после возвращения их из космического полёта установлено отсутствие изменений по сравнению с предполётными опытами.

№ слайда 6

Описание слайда:

Важными для дальнейшего развития экофизиологического направления исследований явились эксперименты на советском биоспутнике «Космос-110» с двумя собаками на борту и на американском биоспутнике «Биос-3», на борту которого находилась обезьяна.Во время 22-суточного полёта собаки впервые подвергались не только влиянию неизбежно присущих факторов, но и ряду специальных воздействий (раздражение синусного нерва электрическим током, пережатие сонных артерий и т. д.), имевших целью выяснить особенности нервной регуляции кровообращения в условиях невесомости. Кровяное давление у животных регистрировалось прямым путём. Во время полёта обезьяны на биоспутнике » Биос-3″, продолжавшегося 8,5 суток, были обнаружены серьёзные изменения циклов сна и бодрствования (фрагментация состояний сознания, быстрые переходы от сонливости к бодрствованию, заметное сокращение фаз сна, связанных со сновидениями и глубокой дремотой), а также нарушение суточной ритмики некоторых физиологических процессов. Последовавшая вскоре после досрочного окончания полёта смерть животного была, по мнению ряда специалистов, обусловлена влиянием невесомости, которая привела к перераспределению крови в организме, потере жидкости и нарушению обмена калия и натрия.

№ слайда 7

Описание слайда:

Генетические исследования, проведённые в орбитальных космических полётах, показали, что пребывание в космическом пространстве оказывает стимулирующий эффект на сухие семена лука и нигеллы. Ускорение деления клеток было обнаружено на проростках гороха, кукурузы, пшеницы. В культуре устойчивой к радиации расы актиномицетов (бактерии) оказалось в 6 раз больше выживших спор и развивавшихся колоний, тогда как в чувствительном к радиации штамме (чистая культура вирусов, бактерий, других микроорганизмов или культура клеток, изолированная в определённое время и в определённом месте) произошло снижение соответствующих показателей в 12 раз. Послеполётные исследования и анализ полученной информации показали, что длительный космический полёт сопровождается у высокоорганизованных млекопитающих развитием детренированности сердечнососудистой системы, нарушением водно-солевого обмена, в частности значительным уменьшением содержания кальция в костях.

№ слайда 8

Описание слайда:

В результате проведённых биологических исследований на высотных и баллистических ракетах, ИСЗ, ККС и др. космических летательных аппаратах установлено, что человек может жить и работать в условиях космического полёта сравнительно продолжительное время. Показано, что невесомость снижает переносимость организмом физических нагрузок и затрудняет реадаптацию к условиям нормальной (земной) гравитации. Важный результат биологических исследований в космосе — установление того факта, что невесомость не обладает мутагенной активностью, по крайней мере в отношении генных и хромосомных мутаций. При подготовке и проведении дальнейших экофизиологических и экобиологических исследований в космических полётах основное внимание будет уделено изучению влияния невесомости на внутриклеточные процессы, биологическим эффектам тяжёлых частиц с большим зарядом, суточной ритмике физиологических и биологических процессов, комбинированным воздействиям ряда факторов космического полёта.

№ слайда 9

Описание слайда:

Исследования по космической биологии позволили разработать ряд защитных мероприятий и подготовили возможность безопасного полёта в космос человека, что и было осуществлено полётами советских, а затем и американских кораблей с людьми на борту. Значение космической биологии этим не исчерпывается. Исследования в этой области будут и впредь особенно нужны для решения ряда вопросов, в частности для биологической разведки новых космических трасс. Это потребует разработки новых методов биотелеметрии (способ дистанционного исследования биологических явлений и измерения биологических показателей), создания вживляемых устройств для малой телеметрии (совокупность технологий, позволяющая производить удалённые измерения и сбор информации для предоставления оператору или пользователю), превращения различных видов возникающей в организме энергии в необходимую для питания таких устройств электрическую энергию, новых методов «сжатия» информации и др. Чрезвычайно важную роль космическая биология сыграет и в разработке необходимых для длительных полётов биокомплексов, или замкнутых экологических систем с автотрофными и гетеротрофными организмами.

Запуск в 1957 г. первого искусственного спутника Земли и дальнейшее развитие астронавтики поставили перед различными областями науки большие и сложные проблемы. Возникли новые отрасли знания. Одна из них — космическая биология.

Еще в 1908 г. К. Э. Циолковский высказывал мысль, что после создания искусственного спутника Земли, способного без повреждения возвратиться на Землю, на очередь встанет решение биологических проблем, связанных с обеспечением жизни экипажей космических кораблей. Действительно, прежде чем первый землянин — гражданин Советского Союза Юрий Алексеевич Гагарин — отправился в космический полет на корабле «Восток-1», были проведены обширные медико-биологические исследования на искусственных спутниках Земли и космических кораблях. На них в космический полет отправлялись морские свинки, мыши, собаки, высшие растения и водоросли (хлорелла), различные микроорганизмы, семена растений, изолированные культуры тканей человека и кролика и другие биологические объекты. Эти эксперименты позволили ученым сделать вывод — жизнь в условиях космического полета (по крайней мере не слишком длительного) возможна. Это было первое важное достижение новой области естествознания — космической биологии.

Мыши проходят испытание в условиях невесомости.

Каковы же задачи космической биологии? Что является предметом ее исследований? В чем особенность методов, которыми она пользуется? Ответим сначала на последний вопрос. Помимо физиологических, генетических, радиобиологических, микробиологических и других биологических методов исследования космическая биология широко использует достижения физики, химии, астрономии, геофизики, радиоэлектроники и многих других наук.

Результаты любых измерений в полете необходимо передавать по радиотелеметрическим линиям. Поэтому биологическая радиотелеметрия (биотелеметрия) — основной метод исследования. Она же является средством контроля во время проведения опытов в космическом пространстве. Использование радиотелеметрии накладывает определенный отпечаток на методику и технику биологических экспериментов. То, что в обычных земных условиях можно довольно легко учесть или измерить (например, посеять культуры микроорганизмов, взять пробу для анализа, зафиксировать ее, измерить скорость роста растений или бактерий, определить интенсивность дыхания, частоту пульса и т. д.), в космосе превращается в сложную научную и техническую проблему. Особенно, если эксперимент проводится на непилотируемых спутниках Земли или космических кораблях без экипажа. В этом случае все воздействия на изучаемый живой объект и все измеряемые величины необходимо с помощью соответствующих датчиков и радиотехнических устройств превратить в электрические сигналы, которые выполняют разную роль. Одни из них могут служить командой для какой-либо манипуляции с растениями, животными или другими объектами исследования, другие нести информацию о состоянии изучаемого объекта или процесса.

Таким образом, методы космической биологии отличаются высокой степенью автоматизации, тесно связаны с радиоэлектроникой и электротехникой, с радиотелеметрией и вычислительной техникой. Исследователю необходимо хорошо знать все эти технические средства, и, кроме того, ему необходимо глубокое знание механизмов различных биологических процессов.

Каковы же проблемы, которые стоят перед космической биологией? Главнейшие из них три: 1. Изучение влияния условий полета в космос и факторов космического пространства на живые организмы Земли. 2. Исследование биологических основ обеспечения жизни в условиях космических полетов, на внеземных и планетных станциях. 3. Поиски живой материи и органических веществ в мировом пространстве и изучение особенностей и форм внеземной жизни. Расскажем о каждой из них.

астробиология | наука | Британика

Европа

Все СМИ

Похожие темы:: биология
обитаемая зона
Уравнение Дрейка
внеземная гипотеза
галактическая обитаемая зона

Просмотреть весь связанный контент →

Резюме

Прочтите краткий обзор этой темы

астробиология , также называемая экзобиологией или ксенобиологией , междисциплинарная область, занимающаяся природой, существованием и поиском внеземной жизни (жизнь за пределами Земли). Астробиология охватывает области биологии, астрономии и геологии.

Хотя до сих пор не найдено убедительных доказательств существования внеземной жизни, возможность того, что биота может быть общей чертой Вселенной, была усилена открытием внесолнечных планет (планет вокруг других звезд) и сильным подозрением, что несколько лун Юпитер и Сатурн могут иметь огромные запасы жидкой воды, а также благодаря существованию микроорганизмов, называемых экстремофилами, которые терпимы к экстремальным условиям окружающей среды. Первое развитие указывает на то, что среда обитания для жизни может быть многочисленной. Вторая предполагает, что даже в Солнечной системе могут быть другие миры, на которых зародилась жизнь. Третий предполагает, что жизнь может возникнуть в широком диапазоне условий. Основные области астробиологических исследований можно классифицировать как (1) понимание условий, при которых может возникнуть жизнь, (2) поиск обитаемых миров и (3) поиск свидетельств жизни.

Викторина «Британника»

Космическая одиссея

«Далеко». «Космический». «Не от мира сего». Возможно, вы слышали сленг, но много ли вы знаете о космосе… кадет? Запустите эту викторину и начните свое путешествие по планетам и вселенной.

Чтобы существовала жизнь, подобная земной (основанная на сложных соединениях углерода), в мире должна быть жидкая вода. Поскольку планеты либо слишком близко, либо слишком далеко от своих звезд-хозяев будут находиться при температурах, которые заставят воду либо кипеть, либо замерзать, астробиологи определяют «обитаемую зону», диапазон орбитальных расстояний, в пределах которых планеты могут поддерживать жидкую воду на своей поверхности. . В Солнечной системе только Земля находится в обитаемой зоне Солнца. Однако фотографии и другие данные с космических аппаратов, вращающихся вокруг Марса, свидетельствуют о том, что вода когда-то протекала по поверхности красной планеты и до сих пор в больших количествах присутствует под землей. Следовательно, предпринимаются постоянные международные усилия по использованию роботизированных зондов для изучения Марса в поисках свидетельств прошлой и даже настоящей жизни, которая могла уйти в подземные жидкие водоносные горизонты.

Кроме того, открытия, сделанные главным образом космическим зондом «Галилео» (запущенным в 1989 г.), позволяют предположить, что некоторые из спутников Юпитера — в основном Европа, но также Ганимед и Каллисто, — а также спутник Сатурна Энцелад могут иметь под собой долгоживущие жидкие океаны. ледяная внешняя оболочка. Эти океаны могут оставаться теплыми, несмотря на их большое расстояние от Солнца, из-за гравитационного взаимодействия между лунами и их планетой-хозяином, и они могут поддерживать жизнь, обнаруженную в глубоководных жерлах на Земле.

Даже Титан, большой спутник Сатурна с плотной атмосферой, предположительно может иметь необычную биологию на своей холодной поверхности, где могут существовать озера жидкого метана и этана. Европейский космический зонд «Гюйгенс» приземлился на Титане 14 января 2005 года и увидел признаки течения жидкости на его поверхности. Подобные открытия сильно способствовали появлению астробиологии как области исследования, расширив диапазон возможных внеземных сред обитания далеко за пределы общепринятого понятия «обитаемой зоны».

Дополнительным толчком стало открытие с 1995 года сотен внесолнечных планет вокруг других нормальных звезд. Большинство из них представляют собой гигантские миры, подобные Юпитеру, и поэтому вряд ли сами по себе пригодны для жизни, хотя у них могут быть спутники, на которых может возникнуть жизнь. Однако эта работа показала, что по крайней мере от 5 до 10 процентов (а возможно, и до 50 процентов или более) всех солнцеподобных звезд имеют планеты, что подразумевает многие миллиарды солнечных систем в Галактике Млечный Путь. Открытие этих планет вдохновило астробиологию и, в частности, побудило к предложениям о создании нескольких космических телескопов, предназначенных (1) для поиска меньших миров размером с Землю и (2) если такие миры будут найдены, для спектрального анализа света, отраженного атмосферы планет в надежде обнаружить кислород, метан или другие вещества, указывающие на присутствие биоты.

Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту.
Подпишитесь сейчас

Хотя никто не может с уверенностью сказать, какой вид жизни может быть найден в результате этих экспериментов, обычно предполагается, что это будут микробы, поскольку одноклеточная жизнь приспосабливается к широкому диапазону окружающей среды и требует меньше энергии. . Однако телескопические поиски внеземного разума (SETI) также являются частью обширной исследовательской палитры астробиологии.

Сет Шостак

Астробиология, бакалавр наук | Florida Tech

Что такое степень астробиологии?

Насколько нам известно, программа получения степени по астробиологии в Технологическом институте Флориды является первой и единственной программой бакалавриата по астробиологии в стране. Если вас интересует потенциал жизни на других планетах, изучение теории абиогенеза является ключевым.

Студенты программы астробиологии получают широкое образование в таких областях, как планетология, внесолнечные планеты и происхождение жизни. В то же время учащиеся изучают основательные курсы математики, физики и биологии, что позволяет им заниматься широким кругом интересов.

Выпускники со степенью астробиолога готовы к аспирантуре в области астрофизики, планетологии или биологии, а также к карьере в аэрокосмической или биотехнологической промышленности. Если вы хотите изучить влияние космических путешествий на людей, обнаружить прошлую или настоящую микробную жизнь на Марсе или помочь разработать способы поддержания жизни на Луне, вы будете хорошо подготовлены со степенью астробиологии Флоридского технологического института. Здесь вы приобретете глубокие знания в области физики и биологии и получите практический опыт работы с технологиями космической науки.

Приобретение практического опыта

Консультант факультета по программе «Астробиология» — бывший астронавт, который проводил астрономические исследования в ходе двух миссий космического корабля. Будучи студентом программы, ваш первый год включает в себя семинар первого года обучения, который дает отличное представление о возможностях карьеры и областях исследований, открытых для студентов, специализирующихся в области астробиологии.

Профессора Технологического института Флориды призывают всех студентов, стремящихся получить степень в области астробиологии, участвовать в мероприятиях и исследовательских проектах для немедленного погружения в «настоящую науку», а не только в изучение текстов. Студенты обычно присоединяются к исследовательской группе в начале своего обучения в Технологическом институте Флориды и получают опыт практических исследований высокого уровня. Вы также можете провести увлекательное совместное исследование с коллегой или профессором или работать самостоятельно над выбранной вами темой. В результате вы получаете практический опыт, расширенное портфолио для поиска работы и идеальную подготовку к поступлению в аспирантуру и профессиональную школу или к трудоустройству.

Получите ученую степень

После получения степени по астробиологии многие из наших студентов продолжают обучение по программам магистратуры и докторантуры в Технологическом институте Флориды и других престижных университетах, включая Джонс Хопкинс, Дартмут и Йель.

«Зачем получать степень по астробиологии в Технологическом институте Флориды? ”

Поскольку Технологический институт Флориды предлагает первую и единственную программу бакалавриата по астробиологии в стране, он является ведущим университетом для студентов, интересующихся космическими науками. Вы можете искать доказательства абиогенеза или участвовать в проектах в Лаборатории космических наук о жизни НАСА.

Небольшой размер классов и низкое соотношение числа студентов и преподавателей

Академическая среда Инженерного колледжа особенно способствует индивидуальному вниманию со стороны профессоров. Благодаря небольшому размеру классов (обычно менее 25 студентов в классе) Технологический институт Флориды может похвастаться низким соотношением студентов и преподавателей, обеспечивая при этом высококачественную учебную программу. Работа вместе с профессорами в стажировках и исследованиях также дает студентам более надежный опыт обучения.

Работа с международно признанными преподавателями

Преподаватели Технологического института Флориды являются ведущими исследователями в своих областях и привержены успеху наших студентов. Консультант программы по астробиологии — бывший астронавт, проводивший астрономические исследования в рамках двух миссий шаттла. Среди наших профессоров физики и космических наук есть член TED Global Fellow и обладатель премии NSF Career Award.

Лаборатории и объекты высоких технологий

Учащиеся имеют доступ к 0,8-метровому телескопу Ортега, одному из крупнейших исследовательских телескопов на юго-востоке, что позволяет учащимся наблюдать за внесолнечными планетами и другими космическими явлениями. Преподаватели и студенты используют этот телескоп в качестве основного учебного и исследовательского инструмента, но также имеют легкий доступ к Юго-восточной ассоциации астрономии (SARA) 0,9.метровый телескоп в Национальной обсерватории Китт-Пик в Тусоне, Аризона. Дополнительные услуги, доступные для студентов этого астробиологического университета, включают:

Лаборатория космических наук о жизни в Космическом центре Кеннеди НАСА.
Лаборатории в здании Olin Physical Sciences — учебная и исследовательская лаборатория, включающая в себя объект аквакультуры, институт изменения климата, а также офисы и исследовательские лаборатории факультета. В нем находится химический отдел, современное оборудование и помещения для спектрометров ядерного магнитного резонанса (ЯМР), фотохимии, стеклодувной и вычислительной химии.
Научно-технический центр Харриса обслуживает исследовательские потребности наших студентов и включает в себя восемь учебных лабораторий, двенадцать современных исследовательских лабораторий, компьютерный центр с шестнадцатью рабочими станциями, комплект электронного микроскопа и крытый объект аквакультуры площадью 2500 квадратных футов, большинство из которых из которых влажные лабораторные помещения.

Великая Флорида Расположение в самом сердце ворот мира к исследованию космоса

Технологический институт Флориды — идеальное место для астробиологического университета. Кампус площадью 130 акров расположен на Космическом побережье (названном так из-за присутствия НАСА и Космического центра Кеннеди на мысе Канаверал к северу от нас). В дополнение ко многим академическим преимуществам, которые наши студенты получают в Технологическом институте Флориды, университет также имеет связи с ведущими мировыми аэрокосмическими компаниями, такими как Northrop Grumman, Lockheed Martin, SpaceX и Harris Corporation. Эти отношения позволяют нашим студентам формировать ценные связи, которые открывают будущие карьерные возможности.

Район занимает пятое место в стране по количеству занятых в сфере высоких технологий, поблизости расположены более 5000 высокотехнологичных корпораций, правительственных и военных организаций. Эта рабочая сила также предоставляет множество возможностей для стажировок и трудоустройства.

Технологический институт Флориды находится всего в нескольких минутах от Атлантического океана, лагуны Индиан-Ривер, 72 миль прекрасных пляжей и короткой поездки до тематических парков Флорида-Кис или Орландо. У нас также есть богатая жизнь университетского городка, которая включает в себя очные и университетские виды спорта, клубы и общественные мероприятия.

Построение прочных профессиональных отношений через кампусные организации

Помимо учебы, специалисты по астробиологии приобретают лидерские качества и приобретают профессиональный опыт благодаря захватывающим стажировкам (см. TriBeta, национальное общество чести биологических наук), Студенты за исследование и освоение космоса, Студенческое астрономическое общество, Общество студентов-физиков и более 100 других студенческих организаций. Эти клубы дают студентам возможность общаться с другими людьми, интересующимися космосом и наукой, что дает возможность установить связи, которые могут помочь начать карьеру астробиолога.

«Как степень астробиологии подготовит меня к будущему? ”

Peerless Возможности стажировки

Готовясь к карьере астробиолога, студенты Технологического института Флориды часто проходят стажировку в местных и национальных компаниях. Некоторые из этих компаний включают:

НАСА
Смитсоновская астрофизическая обсерватория
Национальные лаборатории Сандия
Американский институт физики

Эти возможности для прохождения стажировки позволяют нашим студентам приобрести необходимый опыт, который поможет им опередить конкурентов при выборе профессии астробиолога.

Технологический институт Флориды также проводит программу SARA Research Experience для студентов, программу летней стажировки, спонсируемую Национальным научным фондом и Министерством обороны.

Потрясающие возможности для студентов бакалавриата

Профессора настоятельно рекомендуют студентам принимать активное участие в исследованиях, присоединяясь к одной из исследовательских групп факультета. В настоящее время наш факультет занимается наблюдением и классификацией свойств экзопланет и находится в процессе разработки мультиспектральной камеры, предназначенной для использования на Международной космической станции. Студенты-астробиологи, участвующие в проектах, требующих уникального оборудования, имеют доступ в Лабораторию космических наук о жизни в Космическом центре Кеннеди. Кроме того, их часто принимают в Космическую академию НАСА и другие подобные программы.

Исследовательская деятельность включает измерение адгезионных свойств пылинок для понимания важных процессов формирования растений и воздействия космического излучения на организм человека. Сотрудничество с преподавателями кафедры биологии включает в себя изучение влияния космической среды на долгосрочные миссии с участием людей, что особенно важно с учетом нового внимания к путешествиям на Марс. Космическая академия НАСА также часто позволяет нашим студентам-астробиологам принять участие в увлекательных тренировках и исследованиях. Этот тип практического опыта дает студентам реальное представление о карьере астробиолога.

«Что вы можете сделать со степенью астробиолога? ”

Карьера в области астробиологии дает вам возможность применять в своей работе многие области науки, от астрофизики до биологии, химии, астрономии, планетологии и геологии. Карьера астробиолога может включать в себя изучение влияния космоса на жизнь людей и животных, классификацию свойств экзопланет или сбор образцов ледяных кернов на Аляске.

НАСА описывает карьеру астробиолога как междисциплинарную область, которая требует всестороннего комплексного понимания биологических, планетарных и космических явлений. Студенты, которые заинтересованы в карьере в области высоких технологий в космических агентствах, в исследованиях и разработках или в работе на федеральное правительство, являются идеальными кандидатами для карьеры астробиолога.

Перспективы карьеры

Работодатели, которые наняли студентов Технологического института Флориды со степенью в области астробиологии для стажировки и карьеры, включают:

Harris Corporation
Локхид-Мартин
Боинг
Леонардо DRS Оптроника
Космический центр Кеннеди
НАСА
Годдард
Институт космических телескопов
Нортроп Грумман
Армия США
Брукхейвенская национальная лаборатория
Национальная ускорительная лаборатория Ферми
Музей естественной истории в Нью-Йорке
Национальная обсерватория Китт-Пик

Специалисты по биологии и физике по-прежнему будут востребованы в медицине, информационных технологиях, коммуникационных технологиях, полупроводниковых технологиях и других областях прикладных исследований и разработок. По данным Бюро статистики труда (BLS), занятость в аэрокосмической отрасли будет сосредоточена на национальной обороне, повышении эффективности использования топлива, разработке и производстве самолетов, в то время как астрономы будут необходимы для продолжения космических исследований и инновационных технологий, таких как научное оборудование и компьютеры. разработка программного обеспечения.

На что будет похожа карьера астробиолога или подобная профессия? Справочник по профессиональным перспективам, опубликованный Бюро статистики труда (BLS) Министерства труда США, содержит информацию о множестве рабочих мест в Соединенных Штатах, в том числе сведения о прогнозируемом росте занятости, средней годовой заработной плате и особенностях работы.

Варианты карьеры

Студенты и аспиранты со степенью бакалавра астробиологии могут рассчитывать на карьеру астробиолога в таких областях, как:

Астрономия
Геология
Исследования в области космических наук
Биомедицинские исследования
Исследование окружающей среды
Высшее образование
Университетские исследования

Программы магистратуры и докторантуры

Более половины студентов Флоридского технологического института, изучающих астробиологию, посещают аспирантуру. В дополнение к магистерским и докторским программам в Технологическом институте Флориды, недавние выпускники астробиологических специальностей были приняты в такие престижные учебные заведения, как:

Обернский университет
Калифорнийский технологический институт
Дартмутский университет
Джонс Хопкинс
Технологический институт Джорджии
Университет штата Огайо
Рис
СУНИ Баффало
SUNY Стоуни-Брук
Калифорнийский университет в Лос-Анджелесе
Университет Аризоны
Университет Флориды
Техасский университет
Университет Вандербильта
Йельский университет

Астробиологический взгляд на происхождение жизни

Астробиология — это новый термин для изучения происхождения, эволюции, распространения и судьбы жизни во Вселенной. Он использует множество научных дисциплин и космических технологий для решения некоторых из самых глубоких вопросов человечества: как зародилась жизнь? Существуют ли другие планеты, подобные Земле? Каково наше будущее, поскольку земная жизнь выходит за пределы родной планеты? Впервые в истории человечества достижения в области биологических наук, информатики и космических технологий позволяют нам дать некоторые ответы.

В этой статье я обсуждаю вклад, который новая область астробиологии может внести в вопросы происхождения жизни. Я астроном и космонавт, а не биолог или биохимик. Поэтому моя точка зрения — это точка зрения заинтересованного стороннего наблюдателя. Но как астробиолог я смотрю на состояние знаний в этой области и пытаюсь сделать некоторое суждение о направлениях, в которых нынешние исследования ведут нас.

Бумага состоит из 3 частей. Во-первых, это обсуждение природы астробиологии с использованием дорожной карты НАСА по астробиологии как способа организации предмета. Во-вторых, это обзор условий на Земле, когда зародилась жизнь. В-третьих, это взгляд на современные исследования происхождения.

Природа астробиологии

Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства США (НАСА) поощряло развитие новой дисциплины астробиологии путем организации семинаров и технических совещаний, создания Института астробиологии НАСА, предоставления средств на исследования отдельным исследователям, обеспечения включения целей астробиологии в полеты НАСА и инициирование программы информирования общественности и образования. Роль НАСА исходит из его истории изучения происхождения жизни и поиска свидетельств жизни на Марсе и в других местах нашей Солнечной системы. Эти исследования традиционно назывались «экзобиологией». Однако под более широким прикрытием астробиологии исследования расширились, включив поиск жизни в других планетных системах, а также исследование реакции земной жизни на глобальные изменения на Земле и воздействие условий в космосе и других мирах. . Астробиология касается не только нашего происхождения, но и нашего стремления стать космической цивилизацией.

Одно описание астробиологии содержится в Дорожной карте астробиологии НАСА (доступно на http://astrobiology.arc.nasa.gov/roadmap/). Эта дорожная карта, завершенная в 1999 году, определяет содержание астробиологии в том виде, в каком оно воспринималось учеными при ее зарождении. Это только отправная точка, и астробиология созревает по мере получения новой информации, и различные ученые привносят в эту дисциплину свои собственные точки зрения.

Астробиология отвечает на 3 основных вопроса, которые в той или иной форме задавались поколениями.

Как зарождается и развивается жизнь? (Откуда мы пришли?)
Существует ли жизнь где-то еще во Вселенной? (Мы одни?)
Каково будущее жизни на Земле и за ее пределами? (Куда мы идем в космосе?)

Затем эти очень общие вопросы исследуются с помощью 10 научных целей:

1. Понять, как возникла жизнь на земле.

Земная жизнь — единственная известная нам форма жизни, и, похоже, она произошла от общего предка. Как и где произошло это знаменательное событие? Теперь мы можем проводить исторические, наблюдательные и экспериментальные исследования, чтобы понять происхождение жизни на нашей планете. Мы должны определить источник сырья для жизни, произведенного на этой планете или прибывающего из космоса. Мы должны попытаться понять, в какой среде могли собираться компоненты и какие силы привели к развитию систем, способных извлекать энергию из своего окружения и производить копии самих себя.

2. Определить общие принципы организации материи в живые системы.

Чтобы понять весь потенциал жизни во Вселенной, мы должны установить общие физические и химические принципы, которые приводят к возникновению систем, способных извлекать энергию и расти (катализ и метаболизм), производить потомство (воспроизводство) и изменяться в соответствии с условиями. (эволюция). Должна ли вся жизнь основываться на чем-то подобном земной биохимии и молекулярной биологии? Как лабораторные эксперименты и компьютерное моделирование могут помочь нам понять жизнь как более общее явление?

3. Изучить, как жизнь развивается на молекулярном, организменном и экосистемном уровнях.

Жизнь — это динамический процесс изменения энергии и состава, происходящий на всех уровнях сборки, от молекулярного до экосистемных взаимодействий. Большая часть традиционных исследований эволюции была сосредоточена на организмах и их родословных, сохранившихся в летописи окаменелостей. Однако такие процессы, как обмен генетической информацией между организмами и изменения в ДНК и РНК, являются ключевыми движущими силами эволюционных инноваций. Современный генетический анализ с использованием новых лабораторных и вычислительных методов позволяет по-новому взглянуть на разнообразие жизни и эволюции на всех уровнях.

4. Определите, как земная биосфера эволюционировала вместе с землей.

Подобно тому, как жизнь развивается в ответ на изменение окружающей среды, меняющиеся экосистемы изменяют окружающую среду Земли. Ученые могут проследить совместную эволюцию жизни и планеты, объединив данные, полученные в результате исследований современной и исторической молекулярной биологии (геномики), с исследованиями современной и исторической среды и биологии организмов. Мы стремимся понять разнообразие и распространение наших древних предков, выявить специфические химические взаимодействия между живыми компонентами Земли (ее биосферой) и другими планетарными подсистемами, а также проследить историю изменения окружающей среды Земли в ответ на внешние движущие силы.

5. Установить пределы жизни в средах, которые аналогичны условиям других миров.

Жизнь встречается на Земле везде, где присутствует жидкая вода, включая такие экстремальные условия, как внутренние части ядерных реакторов, покрытые льдом антарктические озера, подокеанские гидротермальные источники и глубокие подземные породы. Чтобы понять возможную среду для жизни в других мирах, мы должны исследовать весь спектр пригодной для жизни среды на нашей собственной планете, как сегодня, так и в прошлом.

6. Определите, что делает планету обитаемой и насколько распространены такие миры во Вселенной.

Где искать внеземную жизнь? Основываясь на нашем единственном примере (жизнь на Земле), жидкая вода является требованием. Поэтому мы должны определить, на каких планетах может быть жидкая вода и насколько они распространены. Изучение процессов формирования планет и обзор репрезентативной выборки планетных систем позволит определить, какие планеты присутствуют и как они распределены, что является важным знанием для оценки частоты обитаемых планет.

7. Определить, как распознавать признаки жизни в других мирах.

Мы балансируем на пороге поиска жизни, прошлой или настоящей, в самых разных мирах. Этот поиск требует, чтобы мы могли распознавать внеземные биосферы и обнаруживать признаки внеземной жизни. Мы должны научиться распознавать структурные окаменелости или химические следы вымершей жизни, которые могут быть обнаружены во внеземных породах или других образцах. И мы должны разработать каталог возможных признаков жизни, которые могут быть обнаружены астрономически на планетах, вращающихся вокруг других звезд.
902:38 8. Определить, есть ли (или когда-то была) жизнь в других местах нашей Солнечной системы, в частности на Марсе и Европе.

Захватывающие данные предоставили нам возможность того, что по крайней мере два других мира в нашей Солнечной системе имеют (или имели) жидкую воду: Марс и Европа. Потребуются обширные исследования марсианской поверхности, чтобы оценить общий потенциал жизни на этой планете, как в прошлом, так и в настоящем. Кроме того, исследование недр, вероятно, дает единственную реальную возможность найти существующую жизнь на Марсе или Европе.

9. Определить, как экосистемы реагируют на изменения окружающей среды во временных масштабах, относящихся к жизни человека на Земле.

Исследования на уровне всей биосферы необходимы для изучения обитаемости нашей планеты с течением времени перед лицом как естественных, так и антропогенных изменений окружающей среды. Чтобы помочь обеспечить постоянное здоровье этой планеты и понять потенциальную долгосрочную обитаемость других планет, нам нужны прогностические модели взаимодействия окружающей среды и экосистемы.

10. Понимать реакцию земной жизни на условия в космосе или на других планетах.

Что происходит, когда земная жизнь перемещается со своей родной планеты в космос, на Луну или Марс, где окружающая среда сильно отличается от земной? Могут ли организмы и экосистемы адаптироваться к совершенно новой среде и успешно существовать на протяжении нескольких поколений? Практичны ли альтернативные стратегии, такие как биоинженерные организмы для конкретных сред? Результаты попыток ответить на такие вопросы определят, сможет ли земная жизнь расширить свою эволюционную траекторию за пределы места своего происхождения.

Несмотря на то, что астробиология определяется с точки зрения исследовательской программы, она также подходит для обучения и распространения информации. Три тематических вопроса вызывают интерес как у студентов, так и у общественности. Курсы, построенные вокруг этих вопросов, предлагают мощную платформу для обсуждения таких вопросов, как глубокое время, астрономическая и биологическая эволюция и наше место во Вселенной. На несколько более сложном уровне эта междисциплинарная область иллюстрирует различные стили подхода к науке, такие как противопоставление исторических и экспериментальных исследований, а также поисковых исследований и исследований, основанных на гипотезах. Новая учебная программа для старших классов, поддерживаемая NSF, «Путешествие во времени» представляет собой очень привлекательное введение в эволюцию на нескольких уровнях: эволюция вселенной, планет, жизни и разума. На уровне колледжей многие астрономы (в частности) начали предлагать общеобразовательные курсы по «астробиологии» или «жизни во вселенной». Опубликовано два новых учебника для колледжей, и популярность таких курсов быстро растет.

Происхождение жизни на Земле: контекст

Первая цель астробиологии, о которой говорилось выше, — понять происхождение жизни на Земле. Такое исследование требует, чтобы мы рассмотрели астрономические и планетарные данные о ранней среде Земли, а также о вероятных химических путях, которые привели к жизни. Это исследование пересекается с двумя целями, касающимися общих условий возникновения жизни во Вселенной и понимания эволюции жизни на Земле, особенно в микробном мире.

Прежде всего, давайте проясним, что мы не понимаем происхождение жизни на Земле во всех подробностях. Ведь мы даже не уверены, что здесь зародилась жизнь. Есть некоторые аргументы в пользу того, что Марс мог быть более подходящей средой для зарождения жизни 4 миллиарда лет назад. Поскольку Марс и Земля обменивались материалами на протяжении всей своей истории, вполне возможно, что жизнь мигрировала с одной планеты на другую. У этой современной формы панспермии есть свои сторонники, но самая простая гипотеза состоит в том, что жизнь зародилась на Земле. Если бы это началось на Марсе, процессы, вероятно, были бы аналогичны тем, которые мы предполагаем для нашей собственной планеты.

Солнечная система сформировалась 4,5 миллиарда лет назад из коллапсирующего облака газа и пыли, которое уже содержало большое количество органического материала. Астрономические исследования подобных «молекулярных облаков», существующих сегодня, выявили более 120 молекул, в том числе такие сложные вещества, как этиловый спирт. Так называемые биогенные элементы (кислород, углерод, азот, сера и фосфор) входят в число наиболее распространенных межзвездных компонентов, если мы выйдем за пределы водорода и гелия, которые составляют 99% видимой части Вселенной. Учитывая обилие водорода и кислорода, вода является одной из основных молекул. Таким образом, простые строительные блоки для жизни были доступны еще до образования планет.

Сами планеты образовались из диска газа и пыли, вращающегося вокруг протосолнца. Некоторые из ранее существовавших органических химических веществ, вероятно, пережили этот процесс формирования, но большинство могло быть разрушено, а затем восстановлено внутри охлаждающего диска и, возможно, разрушено во второй раз, когда планеты объединились. Из изучения древнейших метеоритов мы знаем, что в диске было много органики; обычные углеродсодержащие метеориты состоят из нескольких процентов углерода по весу, частично в виде элементарного и частично в виде органических соединений. Один из них, метеорит Мерчисон, дал 74 отдельные аминокислоты. Большинство из них включало равное количество правых и левых молекул, что указывает на их небиологическое происхождение. Земля и другие каменистые планеты покрылись летучими веществами (включая воду) и органическими веществами из-за дождей комет и метеоритов, которые продолжались в течение первых полумиллиарда лет после того, как поверхность остыла. Эти внешние источники могли быть более важным источником органики, чем синтез типа Миллера-Юри в атмосфере и океане, тем более что теперь считается, что первоначальная атмосфера Земли состояла в основном из углекислого газа и не была ни сильно восстановительной, ни сильно окислительной. .

Какими были условия на ранней Земле? Поскольку никаких горных пород той эпохи не сохранилось, мы не знаем наверняка, но некоторые обобщения кажутся надежными. Хотя изначально было жарко, поверхностные слои быстро остыли, и образовались океаны. Горячие недра, несомненно, способствовали высокому уровню вулканизма, но тогда, как и сейчас, на поверхности преобладал солнечный нагрев, а не вулканизм. Изучая звездную эволюцию, астрономы уверены, что раннее солнце было примерно на 35% менее ярким, чем сегодня (состояние, называемое «парадоксом слабого молодого солнца» теми, кто отмечает противоречивые свидетельства относительно постоянной температуры поверхности на протяжении всей истории существования Земли). Земля). Следовательно, либо земля имела большой атмосферный парниковый эффект, поддерживающий температуру поверхности выше точки замерзания, либо замерзали примитивные океаны. Мы можем представить себе первоначальный парниковый эффект двуокиси углерода, который частично компенсировал слабое солнце, но оставил замерзшие океаны, подобные сегодняшнему Северному Ледовитому океану. Таким образом, морская среда парадоксальным образом включала в себя как относительно холодную поверхность, так и множество гидротермальных систем вулканического происхождения на глубине. Однако на поверхности, вероятно, не было каких-либо дарвиновских «теплых прудов», и поверхность могла быть залита ультрафиолетовым светом, в зависимости от массы и состава ранней атмосферы.

Другие внешние факторы, помимо слабого солнца, влияли на окружающую среду ранней Земли. История лунных кратеров, наряду с несколькими линиями доказательств, показывает, что частота столкновений астероидов и комет с Землей была намного выше до 3,9 миллиарда лет назад. Хотя неясно, была ли это кратковременная вспышка ударов («поздняя тяжелая бомбардировка») или неуклонно снижающаяся частота ударов, начиная с аккреционного периода, ударов было достаточно, чтобы повлиять на поверхностную среду. Тогда, как и сейчас, самые большие эффекты возникают от самых редких, самых больших столкновений, происходящих с интервалом в миллионы лет. Вполне вероятно, что в Землю несколько раз ударялась энергия, достаточная для того, чтобы испарить большую часть или все океаны. Хотя поверхность остыла бы, а океаны вновь сконденсировались в течение нескольких тысяч лет после такого удара, последствия для любой зарождающейся жизни были бы катастрофическими. Эта бомбардировка несколькими снарядами диаметром в сотни километров была названа «ударной фрустрацией» формирования жизни. Это предполагает, что жизнь могла зарождаться несколько раз, а затем исчезать в такой стерилизующей катастрофе. Это также предполагает наличие одного или нескольких тепловых узких мест на ранней стадии эволюции жизни, к этой теме я вернусь ниже.

Происхождение жизни на Земле: доказательства

Сохранившихся геологических свидетельств первых 500 миллионов лет очень мало. То, что мы знаем об истории столкновений, например, получено из исследований Луны, а не непосредственно самой Земли. Самые ранние окаменелости датируются временем после окончания тяжелой бомбардировки.

Изучение ранней геологической летописи жизни началось полвека назад, когда Стэнли Тайлер, Элсо Баргхорн и Уильям Шопф идентифицировали ископаемые микробы в кремне Ганфлинта возрастом 2,1 миллиарда лет. К 19В 93 году Шопф обнаружил самые старые окаменелости в апексных кремнях Западной Австралии возрастом 3,46 миллиарда лет. Шопф также предположил на основании морфологических данных, что эти ископаемые микробы, вероятно, были фотосинтезирующими цианобактериями. Однако в последнее время эта работа подверглась критике, и на момент ее написания ситуация остается нерешенной. В частности, оспаривается решающий вывод о том, что фотосинтез действовал на Земле 3,5 миллиарда лет назад. В любом случае, нет никаких сомнений в том, что ископаемые микробы могут быть датированы по крайней мере 3 миллиардами лет назад. Аналогичного возраста были обнаружены и макроскопические окаменелости в виде строматолитов — слоистых структур, сложенных поколениями микробных матов.

Дополнительный подход заключается в поиске изотопной сигнатуры, указывающей на присутствие жизни в достаточном количестве, чтобы повлиять на глобальный химический состав планеты, даже если отдельные окаменелости не сохранились. На этом основании Стивен Мойзис и другие утверждают, что разнообразные бактерии существовали на Земле до 3,85 миллиарда лет. Если эти интерпретации верны, интервал между окончанием поздней тяжелой бомбардировки и развитием устойчивой глобальной биоты удивительно короток.

Основным альтернативным способом изучения ранних лет жизни является изучение геномных данных. Сходства и различия в последовательностях ДНК и РНК иллюстрируют отношения, связанные с их происхождением. В случае многоклеточных животных, чьи ископаемые останки преобладают в коллекциях естественной истории, геномный анализ является мощным дополнением к более традиционным исследованиям эволюции. В микробном мире такие исследования дают нам почти единственный доступ к линиям жизни. Учитывая, что жизнь на Земле была исключительно микробной на протяжении первых 85 % ее истории и что микробы по-прежнему доминируют с точки зрения биомассы и разнообразия мест обитания, эти инструменты бесценны для астробиолога. Большая часть астробиологических исследований сосредоточена на самых маленьких, но самых многочисленных живых существах.

Карл Вёзе первым сравнил митохондриальную РНК 16s, высококонсервативную последовательность, которую можно найти почти у каждого живого существа. К концу 1980-х он установил разделение жизни на 3 домена: бактерии, археи и эукариоты. Молекулярно-филогенетическое «древо жизни», основанное на митохондриальной РНК, дает нам совершенно новый взгляд на разнообразие земной биоты. В этом разнообразии и, как следствие, в его эволюционной истории преобладают микробы во всех трех доменах; многоклеточные животные, развившиеся после кембрийского взрыва, изгнаны на несколько отдаленных веток. Хотя мы не знаем скорости изменения митохондриальной РНК в каком-либо абсолютном смысле, вывод ясен, что естественный отбор действовал на протяжении всего развития и диверсификации микробного мира. Сегодняшних микробов нельзя назвать примитивными; на самом деле это очень разносторонние существа, занимающие гораздо более широкий спектр экологических ниш, чем более знакомые кембрийские метазои.

Молекулярная филогения основана на отношениях между существующей биотой. Его нельзя использовать для анализа минерализованных окаменелостей, которые составляют большую часть исторических данных о жизни на Земле — мы не можем, например, использовать генетическое картирование для сравнения Eohippus с современной лошадью, как мы можем использовать человека и шимпанзе. . Еще меньше мы в состоянии определить геномный состав древних микробов, который, должно быть, сильно отличался от всего, что сохранилось сегодня. Но можно определить, какие из существующих микробов, вероятно, похожи на предполагаемых предшественников современной жизни. Иногда это двусмысленно, особенно если учесть, что существует история переносов генов между разными родословными, которые могут перетасовывать колоду таким образом, что реконструкция становится почти невозможной. Однако с этими оговорками был сделан ряд предположений о том, что наиболее «примитивными» организмами сегодня являются анаэробные термофилы, то есть микробы, которые счастливы в бескислородной среде при высоких температурах. Многие из них также являются метаногенами, микробами, вырабатывающими метан. Эти исследования предполагают, хотя и не доказывают, что наши самые ранние общие предки обладали сходными свойствами.

Даже если общий предок или предки современной жизни были высокотемпературными, производящими метан микробами, это не означает, что они являются представителями первой жизни. Почти наверняка было много предшественников, которые существовали и развивались до изобретения ДНК. Кроме того, последний общий предок, вероятно, пережил «узкое место», возникшее в результате катастрофы, уничтожившей его предшественников. Одной из таких возможностей являются сильнейшие удары тяжелой бомбардировки. Если бы поверхность и верхние слои океана были стерилизованы ударом, наиболее вероятными выжившими были бы термофилы из океанских глубин, и именно эти выжившие могли бы заново заселить планету.

Происхождение жизни на Земле: теория

Собрать кусочки воедино, чтобы сформировать первую жизнь, — непростая задача. Многие ученые, наблюдающие за огромным прогрессом, достигнутым в понимании химических шагов на пути к жизни, справедливо довольны и оптимистичны. Другие смотрят на огромные пробелы, которые остаются, и проявляют большую осторожность. Ниже приводится кратчайший обзор многих сложных вопросов. При подготовке этого резюме я находился под влиянием бельгийского лауреата Нобелевской премии Кристиана де Дюва (9).0304 Vital Dust: Жизнь как космический императив [Нью-Йорк: Basic Books, 1995]; Life Evolving: Molecules, Mind and Meaning [New York: Oxford University Press, 2002]) и австралийским физиком Полом Дэвисом ( The Fifth Miracle: The Search for the Origin and Meaning of Life [New York: Simon & Schuster , 1999]).

Самая ранняя жизнь должна была приобрести несколько основных способностей. К ним относятся сборка необходимого сырья внутри структуры, обмен веществ (извлечение пригодной для использования химической энергии из окружающей среды) и размножение, в котором в конечном итоге участвовали молекулы, хранящие информацию, такие как РНК и ДНК, которые сами были способны к репликации. Каждое из них представляет собой вызов, и вряд ли они могли появиться одновременно.

Первым шагом, безусловно, был химический завод, который извлекает энергию и использует ее для сборки сложных молекул. Было возможно много таких химических реакций, особенно в богатом органическом «супе» из аминокислот и других органических химических веществ. Суть заключалась в том, чтобы иметь возможность выбирать и контролировать скорость этих реакций с помощью биологических катализаторов, называемых ферментами. Источники энергии могли включать преобразование сахаров в спирт или молочную кислоту путем ферментации или образование метана из углекислого газа и водорода путем окисления, в зависимости от доступного сырья.

Поскольку химический синтез стал более важным, возникла необходимость физического разделения различных материалов. Такое разделение может осуществляться мембранами, частично состоящими из липидов, которые реагируют с водой, образуя почти непроницаемые барьеры. Ряд недавних экспериментов и компьютерных симуляций изучали простые мембраны и то, как они могут включать белки для обеспечения частичной проницаемости. Успешная клетка (или протоклетка) должна в конечном итоге развить способность принимать пищу и выводить отходы. Такие простые мембраны могут легко образовывать закрытые квазисферические камеры. В одном интересном эксперименте органические материалы, извлеченные из метеорита, самопроизвольно образовали такие закрытые системы при воздействии воды.

Сегодня ДНК является основной системой хранения и поиска информации в жизни, но мы также используем более простую систему, основанную на РНК, которая имеет свойство участвовать в синтезе белка, а также хранить информацию. Большинство исследователей теперь думают, что мир РНК должен был предшествовать развитию ДНК. Джеральд Джойс из Калифорнийского университета в Сан-Диего, среди прочих, провел обширные экспериментальные исследования мира РНК, продемонстрировав способность РНК эволюционировать в пробирке. Позже ДНК могла быть разработана как более стабильная система хранения информации с помощью чего-то похожего на процесс обратной транскрипции, который все еще можно наблюдать сегодня.

Какие процессы объединили эти компоненты? Де Дюв утверждает, что это не могло быть случайностью — вероятность самосборки даже простейших таких систем за время жизни Вселенной слишком мала. Перефразируя де Дюва, этот процесс должен был включать множество химических стадий, которые с высокой вероятностью могли происходить в преобладающих условиях. Этот прогресс, должно быть, привел от пребиотической органической химии к биохимии, и эффекты отбора, должно быть, сыграли важную роль в благоприятствовании определенным химическим путям. Если это так, то процесс мог быть быстрым, и жизнь должна была зародиться в течение нескольких миллионов лет стабильных условий, которые отделяли крупные ударные катастрофы.

Продукт этой последовательности событий — первые протоклетки — могли сильно отличаться от жизни, существующей на Земле сегодня. Даже самый древний общий предок современной жизни, вероятно, представляет собой гораздо более сложную систему, чем первая узнаваемая жизнь. Но как только в игру вступил естественный отбор, появились средства для развития жизни. Ключевой задачей, как мне кажется, является понимание процессов отбора, которые действовали до образования первой протоклетки. Именно эти процессы должны были руководить сложной последовательностью химических изменений, породивших жизнь на ранней Земле, а если жизнь там существует, то и во всей остальной Вселенной.

Почему астробиология важна для гуманитарных наук

Скопление в области звездообразования в Малом Магеллановом Облаке. НАСА, ЕКА и Группа наследия Хаббла (STScI/AURA) – Сотрудничество ЕКА/Хаббла, 8 января 2007 г.

Второй год подряд ученые в области философии, социальных и гуманитарных Клюге на этой неделе, чтобы обсудить последствия астробиологических исследований для человечества и общества. Какое значение имеет астробиология для философов, антропологов, историков и религиоведов? Оказывается, очень много.

Астробиология, как описывает ее НАСА, изучает происхождение, эволюцию, распространение и будущее жизни во Вселенной. Проще говоря, это изучение жизни во Вселенной — как на Земле, так и за ее пределами. Он сочетает поиск пригодной для жизни среды в Солнечной системе и за ее пределами с исследованиями эволюции и приспособляемости жизни здесь, на Земле. Объединяя воедино исследования в области астрофизики, наук о Земле и гелиофизики, а также науки о планетах, астробиология стремится ответить на фундаментальные научные вопросы о жизни: как она зарождается и развивается; какие биологические, планетарные и космические условия должны существовать, чтобы она закрепилась; и есть ли/была/может ли быть жизнь где-либо еще в галактике.

Можно удивиться, узнав, как много наука открыла в этой области. Космический телескоп Кеплер идентифицировал более 1500 экзопланет — и это только на небольшой части неба. Предполагается, что почти у каждой звезды во Вселенной может быть планета. Вокруг почти 40 миллиардов звезд могут вращаться планеты размером с Землю. В пределах нашей собственной Солнечной системы наше понимание обитаемых условий для жизни также расширилось. Некоторые из спутников Юпитера и Сатурна могут быть способны поддерживать живые организмы. Сложные органические молекулы существуют в космосе. Было обнаружено, что на Земле живые организмы процветают в более суровых условиях, чем предполагалось ранее. В настоящее время известно, что микробное биоразнообразие и жизнь экстремофилов распространены повсеместно. То, что жизнь процветает в разнообразных условиях, в сочетании с этими потенциально обитаемыми экзопланетами и обнаружением живительных элементов на планетах, лунах и астероидах, означает, что мы, люди, должны рассмотреть возможность того, что простые или сложные организмы либо существуют, либо когда-то существовали за пределами Земли. . Жизнь там кажется приемлемой, по крайней мере, в теории.

Эти открытия могут изменить наши представления о фундаментальной природе реальности. И хотя наука может рассказать нам о том, что существует, как это возникло и какие физические процессы необходимы для жизни, она сама по себе не может решить, что означают эти открытия. Наука сама по себе не может оценить последствия для общества, если мы найдем доказательства жизни (микробной или сложной), и как решить онтологические вопросы во Вселенной, где жизнь может быть не исключением, а скорее правилом. Эти вопросы, поставленные наукой, должны решаться философией, гуманитарными и социальными науками.

На протяжении всей истории гуманитарные науки интегрировали новые научные знания в наше мировоззрение и включали прошлые традиции и опыт в новое понимание нашего мира. В прошлом ученые начали размышлять о том, что означает, что Вселенная не статична, а расширяется, что наше Солнце не находится в центре ни Галактики, ни даже всей Вселенной, и что человечество не может занимать центральное положение в формирование и эволюция жизни. Нынешний заведующий кафедрой астробиологии Центра Клюге Стивен Дик назвал это новое мировоззрение «биологической вселенной». «Основные допущения биологической вселенной, — по словам Дика, — заключаются в том, что планетные системы являются общими, что жизнь зарождается везде, где благоприятны условия, и что эволюция завершается появлением разума».

Наличие внеземной жизни еще предстоит доказать. Но научные доказательства того, что такая микробная или сложная жизнь может быть возможна, могут изменить наше понимание природы и смысла жизни и повлиять на то, как мы принимаем решения о проблемах, стоящих перед Землей в будущем. Если законы физики и биологии универсальны, значит ли это, что то, что произошло здесь, произошло и в другом месте? Перевернет ли открытие организма на далекой планете наше понимание метафизики? Какова наша моральная ответственность перед Землей, если организмы могут существовать на других планетах или когда-то существовали? Это типы гуманистических вопросов, которые исследует наша астробиологическая программа, подкрепленная глубокими исследованиями в коллекциях Библиотеки Конгресса.

В этот четверг и пятницу философы, религиоведы, антропологи и ученые со всего мира будут решать эти вопросы во время нашего двухдневного симпозиума по астробиологии (полный список докладчиков здесь). В число участников входят философы и теологи, ведущие ученые НАСА, директор по исследованиям Центра теологических исследований и метеоролог из Ватикана, который размышляет о возможности крещения инопланетян. Мероприятие будет организовано доктором Стивеном Диком, нашим вторым Барухом С. Блумбергом, председателем НАСА/Библиотеки Конгресса по астробиологии, а также известным астрономом и историком науки. Исследование доктора Дика в Центре Клюге в этом году было сосредоточено на потенциальных последствиях открытия. Он исследовал, как человечество борется с понятием открытия на сегодняшний день, от размышлений древних греков до утверждений в 19 веке.96 наноокаменелостей, обнаруженных в метеорите, унесенном с поверхности Марса и приземлившемся в Антарктике. Его исследования сосредоточены на том, какие методы общества могут использовать, чтобы подготовиться к тому, что, несомненно, станет событием, изменяющим Землю, если оно произойдет.

Астробиологические исследования могут изменить многие наши представления о происхождении жизни и фундаментальной природе реальности. Наука сама по себе не может ответить на вопросы, поднятые астробиологическими исследованиями; гуманитарные и социальные науки также будут играть свою роль. Собрав ученых-гуманитариев вместе с учеными под величественным куполом здания Томаса Джефферсона, мы надеемся стимулировать дискуссию между наукой и гуманитарными науками по большим вопросам, стоящим перед человечеством, даже таким важным, как астробиология.

Второй ежегодный симпозиум по астробиологии проходит в четверг и пятницу на этой неделе, 18-19 сентября. Смотрите мероприятие в прямом эфире или, если вы находитесь в Вашингтоне, присоединяйтесь к нам лично (это бесплатно и открыто для публики). Следите за обсуждением в Твиттере: #PrepareToDiscover.

Кафедра астробиологии Баруха С. Блумберга НАСА/Библиотеки Конгресса является совместным проектом Программы астробиологии НАСА и Центра Джона В. Клюге.

«Астробиология и теология: дискуссия» с теологом Робином Ловином и астробиологом Стивеном Диком
«Поиски жизни во Вселенной: что это значит для человечества» с астробиологами Стивеном Диком и Дэвидом Гринспуном
«Долголетие человеческой цивилизации» первый ежегодный симпозиум по астробиологии в Центре Клюге

Космическая лаборатория 3.0: воображение будущего науки в космосе

Возможно, вы не представляете себе лабораторию будущего, глядя в большие оконные стекла, чтобы увидеть глубины космоса. Тем не менее, по мере того, как человечество продвигается вперед в безбрежное неизвестное за пределами Земли, ясно звучит одна истина: наука будет иметь решающее значение для нашего успеха. Мы должны не только научиться манипулировать нашими земными телами, чтобы подготовить их к микрогравитации, прежде чем мы когда-либо покинем планету, но мы также должны быть готовы исследовать и использовать биологию и ресурсы новых миров, как только мы туда доберемся. Потребуется ли нам генетически модифицировать потусторонние растения, чтобы сделать их питательными для человеческого организма? Сможем ли мы проводить крупномасштабные эксперименты по ферментации с использованием марсианских микробов? Потребуется ли нам искать новые способы применения методов синтетической биологии для предотвращения или восстановления повреждений ДНК, вызванных повышенным уровнем радиации за пределами Земли? Одна компания уже довольно давно готовилась к такому будущему. NanoRacks, частная компания из Хьюстона, была основана в 2009 году.с единственной целью: научиться всему необходимому, чтобы однажды владеть и управлять своими собственными космическими станциями. Эти космические станции будут созданы для проведения сложных и элегантных научных экспериментов в космосе, превратив космос в «просто еще одно место для ведения бизнеса». не только полезен для будущих приложений, но и может быть использован прямо здесь, на Земле, уже сегодня. Например, компания Tympanogen (лидер в области использования гелевых технологий для регенерации мембран) использует оборудование NanoRacks на Международной космической станции (МКС) для изучения высвобождения лекарств через гидрогели, что в один прекрасный день может обеспечить долгосрочное высвобождение антибиотиков непосредственно на раны — полезно. для сотен тысяч людей, страдающих от трудно заживающих ран с риском заражения.

Проблемы, связанные с наукой в космосе: как на самом деле выглядит космическая наука

Если есть что-то, чему команда NanoRacks научилась за эти годы, так это то, что заниматься наукой в космосе непросто. Нам потребовались сотни лет, чтобы создать современные современные лаборатории, которые совершенствуются, казалось бы, ежедневно. Создание столь же сложных лабораторий в космосе потребует творческих решений трех ключевых задач.

Трудно попасть на МКС

В то время как самые большие проблемы с транспортировкой образцов, с которыми сталкиваются земные лаборатории, могут быть задержаны на международной таможне или томятся посылки в сортировочных центрах, доставка образцов на МКС — это совсем другое дело — в конце концов, материалы должны путешествовать в космосе. Доступ к МКС улучшился, и коммерческие полеты по пополнению запасов происходят чаще, чем когда-либо, примерно 3-4 раза в год, но частота полетов непредсказуема. Из-за этого наука в космосе сталкивается с логистическими проблемами, которых нет на Земле.

Наука в космосе идет медленно

Задержки запуска, чистка и другие процедуры, которые могут задержать пополнение запасов МКС, тяжело сказываются на науках о жизни. Клетки и мыши обычно секвенируются для достижения определенной плотности или возраста, соответственно, после их прибытия на МКС. Каждый раз, когда запуск срывается или задерживается, текущая партия клеток или мышей выбрасывается (бедные мыши!), и процессы начинаются снова — огромная нагрузка на время и финансовые ресурсы. Доктор Карл Каррутерс, главный научный сотрудник NanoRacks, считает, что эта конкретная проблема, стоящая перед наукой в космосе, будет решаться медленнее всего.

Наука в космосе в настоящее время зависит от времени космонавтов

Хотя автоматизация готова открыть новую эру синтетической биологии на Земле, будущее космической науки зависит от автоматизации. Поскольку не каждый ученый может отправиться на МКС (пока), эксперименты проводят космонавты. Это представляет собой уникальную проблему, потому что астронавты имеют разный уровень научной подготовки, хотя они проходят подготовку, иногда довольно интенсивную, перед тем, как отправиться в миссию. Компания NanoRacks уделяет особое внимание тому, чтобы астронавты были обучены работе со своим оборудованием до его использования на МКС. «Уровень обучения астронавтов работе с нашим оборудованием может различаться, — говорит доктор Каррутерс. «Иногда программа дает нам возможность проводить интенсивные тренировки на земле, но иногда их единственным обучением являются обучающие видеоролики бортового экипажа, которые мы им предоставляем. Это может быть вызвано целым рядом причин, начиная с графика обучения или задержек в требованиях клиентов к определенным научным протоколам». Время астронавтов тоже драгоценно. Занятия наукой — это лишь одна из многих работ, которые астронавты должны выполнять на космической станции, и их дни расписаны с предельной точностью — и все это еще до того, как они покинут Землю. рука может быть сделана за считанные минуты с помощью робота, работающего с жидкостями. Некоторые инструменты, разработанные NanoRacks, такие как NanoLabs, работающие по принципу plug-and-play, уже решают эту проблему, устраняя часть работы, которую должны выполнять астронавты. Но до тех пор, пока автоматизация не будет полностью интегрирована, космическая наука сможет решать только относительно простые задачи. , Каррутерс. «Однако, поскольку исследователи очень умны и находчивы, они смогли собрать очень ценные и точные данные из исследовательских проектов МКС. Пока мы не усовершенствуем аппаратное обеспечение на борту МКС, чтобы оно отражало возможности наземных лабораторий, будет сложно добиться того, чтобы медицинские прорывы и другие крупные открытия могли быть реализованы на орбите». Адриан Манджука, коммерческий директор NanoRacks, добавляет: «Мы Мы знаем об этих проблемах и занимаемся ими почти десятилетие. На данный момент мы понимаем, как МКС должен развиваться в коммерческом отношении. Сейчас мы пытаемся решить некоторые из них и сделать МКС более функциональной. как лаборатория здесь, на Земле.Для достижения этой цели мы приобретаем новое оборудование и формулируем корпоративную стратегию, ориентированную на обслуживание бионаучного сообщества».

К следующей Международной космической станции

На пути к этой цели компания NanoRacks разработала набор инструментов, которые уже помогли провести сотни научных экспериментов на МКС, обслуживая широкий круг клиентов, от НАСА до биофармацевтических фирм и крупных компаний. школы и университеты. Одним из самых основных инструментов NanoRacks является MixStix, силиконовая трубка, которая немного похожа на гигантский Pixy Stix. Но вместо цветного сахара MixStix содержит различные жидкости, материалы, химикаты и биологические материалы, в зависимости от требований заказчика, и хранит их отдельно до тех пор, пока не придет время смешивать в космосе. Их легко хранить, и они могут быть активированы экипажем на борту МКС.

NanoRacks MixStix испытают микрогравитацию на борту МКС. Фото предоставлено: NanoRacks/NASA.

Но возможность смешивать химические вещества бессмысленна без специального помещения для проведения научных экспериментов. Познакомьтесь с NanoLabs, модулем, в котором находится готовый к работе научный эксперимент. Модуль plug-and-play с питанием от USB 2.0 5 В позволяет проводить такие эксперименты, как рост растений, ДНК и радиационное воздействие, а также биотехнологические тесты. Его просто подключает космонавт по прибытии на МКС. Интегральная печатная плата активирует эксперимент и выключает его по завершении. На борту МКС NanoLabs могут быть размещены в раме NanoRacks или в черном ящике. Каркасы NanoRacks могут вмещать до трех NanoLabs с функцией plug-and-play и идеально подходят для образовательных и фундаментальных исследований. Для продвинутых исследований профессионального уровня более мощный черный ящик позволяет одновременно проводить большое количество экспериментов. Первая миссия клиента Black Box состояла из 6 NanoLabs, проводивших в общей сложности 18 экспериментов. Другие инструменты, разработанные NanoRacks, включают планшетный ридер-2 и микропланшеты Reactor. Plate Reader-2, серийный коммерческий планшетный ридер/спектрофотометр, который можно найти почти в каждой лаборатории на Земле, работает в космосе точно так же, как если бы он сидел на вашем лабораторном столе на земле — нет никаких специальных протоколов для изучения. . Чтобы хорошо работать в условиях микрогравитации, считыватель планшетов имеет улучшенный термоконтроль и подключен для связи с наземным управлением. Он был запущен на SpaceX-CRS9.и был установлен на МКС астронавтом Кейт Рубинс. И еще больше инструментов находится в разработке, чтобы продолжать повышать качество и отдачу от науки, сделанной в космосе.

Астронавт Кейт Рубинс установила прибор NanoRacks Plate Reader-2, который прибыл на МКС на борту SpaceX-9. Фото предоставлено: NanoRacks/NASA.

Работа с сообществом над созданием «Космической лаборатории 3.

0»

Следующие эволюционные шаги в направлении научных исследований в космосе — итеративное удаление того, что не работает, и взятие того, что работает, и улучшение — для создания следующего- gen space lab — это немалый подвиг. Хотя у команды NanoRacks есть опыт и ноу-хау для создания необходимого оборудования, это не имеет значения, если создаваемые ими инструменты не используются компаниями и организациями для полезных космических исследований. Важнейшей ценностью компании является следование за клиентом, создание оборудования, которое соответствует потребительскому спросу. Иногда это означает, что NanoRacks напрямую сотрудничает со своими клиентами для разработки инструментов, решающих задачи научных исследований в космосе. Например, NanoRacks сотрудничает с Tethers Unlimited для решения задач автоматизации на МКС. При поддержке гранта SBIR обе компании разрабатывают робота-манипулятора, который может работать с несколькими платформами NanoRacks, начиная с Plate Reader-2. Вскоре астронавты могут передать свои почетные лабораторные халаты роботам. По словам доктора Каррутерс, сотрудничество, подобное этому, очень важно, потому что о том, как выглядит Space Lab 3.0, должны знать те, кто на самом деле будет использовать Space Lab 3.0. У NanoRacks есть возможность спроектировать свою собственную космическую лабораторию, но директор по маркетингу NanoRacks Эбби Дикс не может уделить должного внимания тому факту, что отзывы сообщества имели решающее значение на этапе проектирования, который все еще продолжается». Прямо сейчас на ISS компании создают аппаратное обеспечение и выходят и говорят сообществу: «Хорошо, используйте его.» В NanoRacks мы часто создаем новое оборудование только тогда, когда уже есть потребительский спрос. Однако нам необходимо услышать мнение большей части сообщества, чтобы понять, какие процессы нам необходимо внедрить, чтобы сделать возможными более продвинутые исследования, — говорит Дикес. двери для разговоров и произведут революцию в том, как мы содействуем сложным научным открытиям на Международной космической станции». С синтетической биологией у нас есть возможность объединиться, чтобы построить лучший мир для наших детей, нашей планеты и за ее пределами. Плодотворное сотрудничество будет иметь решающее значение для сообщества синтетических биологов, которые многое делают для обеспечения будущего человечества за пределами Земли — от выращивания сельскохозяйственных культур до создания экологически безопасных мест обитания на Марсе и многого другого. Космическая наука больше не является далеко идущей мечтой; это реальность, и NanoRacks берет на себя ответственность за то, чтобы донести «за пределы» до нашего порога.

Сертификационный курс по космической биологии — Магазин БиоТекНика

от БиоТекНика Магазин

Распродажа

Первоначальная цена

рупий 13 999,00

Исходная цена

рупий 13 999,00

—
Первоначальная цена

рупий 13 999,00

Исходная цена

рупий 13,999. 00

Текущая цена

рупий 1 099,00

рупий. 1 099,00
—
рупий 1 099,00

Текущая цена

рупий 1 099,00

| /

Поделись этим:

Онлайн-курс космической биологии

«Человеческая природа — тянуться, идти, видеть, понимать. На самом деле исследование — это не выбор. Это необходимо». — Майкл Коллинз, астронавт Аполлона-11

Об онлайн-сертификационном курсе по космической биологии:

Космическая биология, как и другие биологические науки, имеет дело с живыми существами в космической среде. Человеком движет обаяние Неизвестного. Это любопытство привело к удивительным открытиям на земле и в космосе. Космическая биология — синтетическая наука, изучающая особенности земных организмов во время полета на космическом корабле и в космических условиях.

Проводятся различные исследования эффектов ускорения, невесомости, изменения газовых условий, вакуума, излучений и т. д. на различные клетки, организмы и растения. Организации по всему миру осуществляют различные проекты и исследования. Эти исследования играют решающую роль в понимании того, насколько хорошо земные организмы могут адаптироваться к внеземной среде. Лучший аспект космической биологии заключается в том, что ей нужны специалисты из всех областей биологических наук, будь то ботаника или биология рака.

Экспертно разработанный сертификационный курс Biotecnika позволит вам понять важность космической биологии и получить представление о том, как вы можете внести свой вклад в эту область.

Учебный план:

В этом сертификационном курсе мы рассмотрим множество интересных тем, связанных с космической биологией, текущим сценарием и будущими аспектами

Сессия 1: Введение в космическую биологию
Сессия 2: Астроботаника — выращивание растений и эксперименты
Занятие 3: Биология клетки: рак в космосе
Занятие 4: Влияние микрогравитации на дрожжи
Занятие 5: Эксперименты с моделями животных в космосе
Занятие 6: Исследования в области биологии развития в космосе
Занятие 7: Космическая биология и медицина
Занятие 8: Влияние космического полета на человека — функции многих органов
Занятие 9: Влияние космического полета на человека — циркадные ритмы и психология
Занятие 10: Применение космонавтики: кристаллизация и рост органов
Занятие 11: Микробиологические исследования и биоинформатика
Сессия 12: Космическая экология — происхождение жизни и другие аспекты
Сессия 13: Текущие исследования и перспективы космической биологии
Сессия 14: Будущие проекты и миссии NASA, SpaceX и др.

Кто должен пройти этот сертификационный курс?

Необходимый космический бафф для каждого биолога.
Лучше всего подходит для выпускников BSc, Msc, Btech и Mtech со знанием биологических наук.
Каждый энтузиаст, которому интересно узнать об этой увлекательной и важной перспективной области.

Что вам следует ожидать от этого сертификационного курса?

Содержание курса Соответствует отраслевому стандарту
Гибкое обучение. Учитесь в любое время и в любом месте.
Время подходит для студентов и работающих специалистов
По окончании курса будет предоставлена печатная копия сертификатов, что добавит вес вашему профилю.

ЭКСКЛЮЗИВНЫЕ БЕСПЛАТНЫЕ загрузки с этим курсом

Узнайте больше о программном обеспечении и инструментах, которые использует каждый исследователь. Познакомьтесь со своими потенциальными работодателями и развивайте навыки, которые они ищут. Что еще? Вы можете загрузить эти дополнительные выводы и обратиться в любое время!

Микроорганизмы, протестированные в космосе

Растения, выращенные в космосе — Полный список.

Часто задаваемые вопросы по онлайн-курсу космической биологии

Что такое онлайн-курс самообучения?

Сертификационный онлайн-курс для самообучения означает, что вы можете войти в систему в любое время и учиться в своем собственном темпе. Тем не менее, вы должны посмотреть 90% всех уроков, чтобы перейти к следующему уроку, и если вы хотите сертификат в печатном виде, вы должны пройти оценочный тест, который будет доступен в конце курса.

Как начать курс самообучения?

Как только вы зарегистрируетесь на замечательный курс, вы почти сразу же получите электронное письмо с активацией. Начинайте и заканчивайте курс в своем собственном темпе! Начинайте учиться всякий раз, когда можете. Нет необходимости сгибать свой график.

Срок действия Курса?

Вы получите пожизненный доступ к курсу. Удивительно, не правда ли!. Устройтесь поудобнее, расслабьтесь и приступайте к курсу в любое удобное для вас время на любом устройстве, будь то ноутбук или мобильный телефон.

Как разблокировать следующий урок курса?

После завершения сеанса нажмите кнопку «Завершить и продолжить» вверху, чтобы начать следующий сеанс. Убедитесь, что вы не пропустите! Пока вы не завершите текущий урок, вы не сможете перейти к следующему уроку. Этот процесс предназначен для того, чтобы вы полностью поняли все концепции, потому что мы хотим стать мастерами в этом:)

Каков срок прохождения курса?

Вы получите неограниченный доступ к курсу. Но сертификат об окончании курса выдается только после того, как вы прошли курс, попытались и сдали тест, данный в конце курса.

Космическая биология: от животных к человеку

Ключевые слова

Похожие статьи

геостационарная орбита,

На пути к созданию орбитальной

Историческая миссия человечества в освоении

Парадигма

Образ

С математикой — в

Эволюционизм и катастрофизм в биологии | Статья в журнале…

Расчет биэллиптических траекторий

Применение реголита при возведении базы на Луне

Похожие статьи

геостационарная орбита,

На пути к созданию орбитальной

Историческая миссия человечества в освоении

Парадигма

Образ

С математикой — в

Эволюционизм и катастрофизм в биологии | Статья в журнале…

Расчет биэллиптических траекторий

Применение реголита при возведении базы на Луне

Космическая биология и медицина – возможности для сотрудничества Создание и развитие междисциплинарных исследовательских центров

У ИСТОКОВ КОСМИЧЕСКОЙ ГЕНЕТИКИ | Наука и жизнь

Сравнительная оценка представления о живом процессе в современной биологии и в Витакосмологии — Русское Космическое Общество

«Вампир» и «Перепел»: зачем МКС российский модуль «Наука», и какие эксперименты проводят в космосе

Наука на орбите

«Мираж», «Мутация» и «Капля»

Роль биологии в космических исследованиях презентация. Космическая биология

Раздел

История развития науки

Невесомость

Перегрузки в космосе (ускорения)

Полет в космос и медицина

в биологии

Современные методы

Проблемы космической биологии

Современные достижения

Жизнь в космосе

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Подобные документы

астробиология | наука | Британика

Прочтите краткий обзор этой темы

Астробиология, бакалавр наук | Florida Tech

Что такое степень астробиологии?

Приобретение практического опыта

Получите ученую степень

«Зачем получать степень по астробиологии в Технологическом институте Флориды? ”

Небольшой размер классов и низкое соотношение числа студентов и преподавателей

Работа с международно признанными преподавателями

Лаборатории и объекты высоких технологий

Великая Флорида Расположение в самом сердце ворот мира к исследованию космоса

Построение прочных профессиональных отношений через кампусные организации

«Как степень астробиологии подготовит меня к будущему? ”

Peerless Возможности стажировки

Потрясающие возможности для студентов бакалавриата

«Что вы можете сделать со степенью астробиолога? ”

Перспективы карьеры

Варианты карьеры

Программы магистратуры и докторантуры

Астробиологический взгляд на происхождение жизни

Природа астробиологии

1. Понять, как возникла жизнь на земле.

2. Определить общие принципы организации материи в живые системы.

3. Изучить, как жизнь развивается на молекулярном, организменном и экосистемном уровнях.

4. Определите, как земная биосфера эволюционировала вместе с землей.

5. Установить пределы жизни в средах, которые аналогичны условиям других миров.

6. Определите, что делает планету обитаемой и насколько распространены такие миры во Вселенной.

7. Определить, как распознавать признаки жизни в других мирах.

9. Определить, как экосистемы реагируют на изменения окружающей среды во временных масштабах, относящихся к жизни человека на Земле.

10. Понимать реакцию земной жизни на условия в космосе или на других планетах.

Происхождение жизни на Земле: контекст

Происхождение жизни на Земле: доказательства

Происхождение жизни на Земле: теория

Почему астробиология важна для гуманитарных наук

Космическая лаборатория 3.0: воображение будущего науки в космосе

Проблемы, связанные с наукой в ​​космосе: как на самом деле выглядит космическая наука

К следующей Международной космической станции

Работа с сообществом над созданием «Космической лаборатории 3.

Сертификационный курс по космической биологии — Магазин БиоТекНика

Проблемы, связанные с наукой в космосе: как на самом деле выглядит космическая наука