Реферат: Поиск и исследование внеземных форм жизни. Планетарный карантин, необходимый при этом

Научноеобщество учащихся при СЮТ

Поиск иисследование внеземных форм жизни.

Планетарныйкарантин, необходимый при этом.

                                    Работу выполнил

Сердюков Андрей Борисович

г.Норильск — 1995 год.

Ввиду особой важности тематики работы длялюдей, автор со всей объективностью считает своим долгом подойти к решениюданной  проблемы, полагаясь пока  лишь на научные изыскания ученых, решающихэти проблемы практически.

Содержание:

 TOCt «Стиль Вадим-центр;1»

1. Поиск и исследование внеземных формжизни. Предмет и задачи._______________ GOTOBUTTON _Toc361324114   PAGEREF_Toc361324114 4

1.1. Критерии существования и поиска живыхсистем.____________________________ GOTOBUTTON _Toc361324115   PAGEREF_Toc361324115 5

1.1.1. О химической основе жизни.____________________________________________ GOTOBUTTON _Toc361324116   PAGEREF_Toc361324116 5

1.1.2. Общие динамические свойства живыхсистем._____________________________ GOTOBUTTON _Toc361324117   PAGEREF_Toc361324117 6

1.1.3. Роль света в поддержании жизни.________________________________________ GOTOBUTTON _Toc361324118   PAGEREF_Toc361324118 6

1.2. Методы обнаружения внеземной жизни.____________________________________ GOTOBUTTON _Toc361324119   PAGEREF_Toc361324119 8

1.3. АБЛ для экзобиологических исследований.________________________________ GOTOBUTTON _Toc361324120   PAGEREF_Toc361324120 10

2. Основы планетарного карантина.__________________________________________ GOTOBUTTON _Toc361324121   PAGEREF_Toc361324121 12

2.1. Методология планетарного карантина.____________________________________ GOTOBUTTON _Toc361324122   PAGEREF_Toc361324122 13

2.1.1. Изучение влияния факторовкосмического полета на выживаемость._________ GOTOBUTTON _Toc361324123   PAGEREF_Toc361324123 13

2.2. Нормы и рекомендации.________________________________________________ GOTOBUTTON _Toc361324124   PAGEREF_Toc361324124 14

2.2.1. Оценка уровня микробнойобсемененности.______________________________ GOTOBUTTON _Toc361324125   PAGEREF_Toc361324125 14

2.2.1.1. Поверхностное загрязнение.__________________________________________ GOTOBUTTON _Toc361324126   PAGEREF_Toc361324126 14

2.2.1.2. Внутреннее загрязнение._____________________________________________ GOTOBUTTON _Toc361324127   PAGEREF_Toc361324127 14

2.2.2. Анализ источников загрязнения.________________________________________ GOTOBUTTON _Toc361324128   PAGEREF_Toc361324128 14

2.3. Методы контроля за обсемененностью.___________________________________ GOTOBUTTON _Toc361324129   PAGEREF_Toc361324129 15

2.3.1. Предупреждение загрязнения.__________________________________________ GOTOBUTTON _Toc361324130   PAGEREF_Toc361324130 15

2.3.1.1. Биологические барьеры._____________________________________________ GOTOBUTTON _Toc361324131   PAGEREF_Toc361324131 15

2.3.1.2. Профилактика загрязненияперсоналом.________________________________ GOTOBUTTON _Toc361324132   PAGEREF_Toc361324132 15

2.3.2 Методы обеззараживания.______________________________________________ GOTOBUTTON _Toc361324133   PAGEREF_Toc361324133 15

2.3.2.1. Обработка дезинфицирующимисредствами.____________________________ GOTOBUTTON _Toc361324134   PAGEREF_Toc361324134 16

2.3.2.2. Стерильность поверхности.___________________________________________ GOTOBUTTON _Toc361324135   PAGEREF_Toc361324135 16

2.3.2.3. Тепловая стерилизация.______________________________________________ GOTOBUTTON _Toc361324136   PAGEREF_Toc361324136 16

2.3.2.4. Терморадиация._____________________________________________________ GOTOBUTTON _Toc361324137   PAGEREF_Toc361324137 16

2.3.2.5. Аутостерилизация.__________________________________________________ GOTOBUTTON _Toc361324138   PAGEREF_Toc361324138 16

2.4. Методы контроля.______________________________________________________ GOTOBUTTON _Toc361324139   PAGEREF_Toc361324139 17

3. Практический обзор поиска и  исследований внеземных форм жизни.___________ GOTOBUTTON _Toc361324140   PAGEREF_Toc361324140 18

3.1. Луна._________________________________________________________________ GOTOBUTTON _Toc361324141   PAGEREF_Toc361324141 18

3.2. Венера._______________________________________________________________ GOTOBUTTON _Toc361324142   PAGEREF_Toc361324142 18

3.3. Марс._________________________________________________________________ GOTOBUTTON _Toc361324143   PAGEREF_Toc361324143 19

3.3.1. Температура._________________________________________________________ GOTOBUTTON _Toc361324144   PAGEREF_Toc361324144 19

3.3.2. Атмосфера.__________________________________________________________ GOTOBUTTON _Toc361324145   PAGEREF_Toc361324145 20

3.3.3. Вода._______________________________________________________________ GOTOBUTTON _Toc361324146   PAGEREF_Toc361324146 20

3.3.4. Ультрафиолетовое излучение.__________________________________________ GOTOBUTTON _Toc361324147   PAGEREF_Toc361324147 20

3.4. Интересные наблюдения._______________________________________________ GOTOBUTTON _Toc361324148   PAGEREF_Toc361324148 20

3.5. Метеориты.___________________________________________________________ GOTOBUTTON _Toc361324149   PAGEREF_Toc361324149 22

3.6. Приборы для поиска.___________________________________________________ GOTOBUTTON _Toc361324150   PAGEREF_Toc361324150 23

3.7. Случай с “Викингами”.__________________________________________________ GOTOBUTTON _Toc361324151   PAGEREF_Toc361324151 23

3.8. Поиск внеземных цивилизаций.__________________________________________ GOTOBUTTON _Toc361324152   PAGEREF_Toc361324152 25

4. Выводы.________________________________________________________________ GOTOBUTTON _Toc361324153   PAGEREF_Toc361324153 26

Список использованной литературы._________________________________________ GOTOBUTTON _Toc361324154   PAGEREF_Toc361324154 27

Дополнительно о проблемах жизни___________________________________________ GOTOBUTTON _Toc361324155   PAGEREF_Toc361324155 28

1.

Определение жизни на других планетах, кроме Земли, является важнойзадачей для ученых, занимающихся вопросами возникновения и эволюции жизни.Наличие или отсутствие ее на планете оказывает существенное влияние на ееатмосферу и другие физические условия.

Исследования превращений в поверхностных слоях планет с учетом возможныхрезультатов деятельности человека позволит уточнить наши представления о ролибиологических процессов в прошлом и настоящем Земли.

С этой точки зрения результаты экзобиологических исследований могутбыть полезными и в решении современных задач в области биологии.

Занос чужеродных форм жизни может также привести на Земле к самым неожиданными трудно предугадываем последствиям.

Обнаружение жизни вне Земли, несомненно, имеет и большое значениедля разработки фундаментальных проблем происхождения и сущности жизни.

Непосредственной целью предстоящих в ближайшем будущем экзобиологическихэкспериментов с помощью автоматических биологических лабораторий (АБЛ) являетсяполучение ответа на вопрос о наличии или отсутствии жизни (или ее признаков) напланете. Обнаружение внеземных форм жизни существенно усугубило бы наше пониманиесущности жизненных процессов и явления жизни в целом. Отсутствие жизни надругих планетах Солнечной системы, например, имело бы также большое значение,подчеркивая специфическую роль земных условий в процессах становления и эволюцииживых форм.

Неясно, до какой степени внеземные формы могут быть сходными снашими земными организмами по биохимическим основам их жизненных процессов.

При рассмотрении проблемы обнаружения внеземной жизни надо приниматьво внимание разные этапы эволюции органического вещества и организмов, с которымив принципе можно встретиться на других планетах. Например, в отношении Марсамогут представиться различные возможности от обнаружения сложных органическихсоединений или продуктов абиогенного синтеза и до существования развитых формжизни. На Марсе к настоящему времени закончилась только химическая  эволюция, которая привела к абиогенномуобразованию (как это было в сове время на Земле) аминокислот, сахаров, жирныхкислот, углеводов, возможно, белков, но жизнь как таковая на планете, видимо,отсутствует. Эти вещества в той или иной степени отличаются от аналогичныхсоединений, встречающихся на Земле.

Возможно, что на Марсе могут быть обнаружены: первичныепротобиологические открытые системы, отделенные мембранами от окружающей среды(относительно простые примитивные формы жизни, аналогичные нашиммикроорганизмам); более сложные формы, подобные нашим простым растениям инасекомым; следы существовавшей ранее или существующей и ныне жизни; остаткивысокоразвитой жизни (цивилизации) и, наконец, можно констатировать полноеотсутствие жизни на Марсе (более подробно проблема жизни на Марсерассматривается выше).

В настоящей главе рассматриваются теоретические предпосылки,критерии существования жизни, предполагаемые методы обнаружения живых систем надругих планетах.

1.1.

Наши представления о сущности жизни основаны на данных поисследованию жизненных явлений на Земле. В то же время решение проблемы поискажизни на других планетах предполагает достоверную идентификацию жизненныхявлений в условиях, существенно отличных от земных. Следовательно, теоретические методы и существующие приборы дляобнаружения жизни должны основываться на системе научных критериев и признаков,присущих явлению жизни в целом.

Можно считать, что ряд фундаментальных свойств живых систем земногопроисхождения действительно имеет ряд общих свойств, и поэтому эти свойства, несомненно,должны характеризовать и внеземные организмы. Сюда можно отнести такие хорошоизвестные биологам и наиболее характерные признаки живого, как способностьорганизмов реагировать на изменение внешних условий, метаболизм, рост,развитие, размножение организмов, наследственность и изменчивость, процесс эволюции.

Не будет сомнения в принадлежности к живым системам неизвестногообъекта при обнаружении у него перечисленных признаков. Но реакция на внешнеераздражение присуща и неживым системам, изменяющим свое физическое и химическоесостояние под влиянием внешних воздействий. Способность к росту свойственна кристаллам,а обмен энергией и веществом с внешней средой характерен для открытыххимических систем. Поиски внеземной жизни должны поэтому основываться на применениисовокупности разных критериев существования и методов обнаружения живых форм.Такой подход должен повысить вероятность и достоверность обнаружения инопланетнойжизни.

1.1.1.

Исследования последних лет показали возможность синтезаразнообразных биологически важных веществ из простых исходных соединений типааммиака, метана, паров воды, входивших в состав первичной атмосферы Земли.

В лабораторных условиях в качестве необходимой для такого синтезаэнергии используется ионизирующая радиация, электрические разряды,ультрафиолетовый свет. Таким путем были получены аминокислоты, органическиекислоты, сахара, нуклеотиды, нуклеозидфоссфаты, липиды, вещества порфириновойприроды и целый ряд других. По-видимому, можно считать установленным, чтобольшинство характерных для жизни молекул произошло на Земле абиогенным путеми, что еще важнее, их синтез может происходить и сейчас в условиях другихпланет без участия живых систем.

Следовательно, само наличие сложных органических веществ на другихпланетах не может служить достаточным признаком наличия жизни. Примером в этомотношении могут быть углеродистые хондриты метеоритного происхождения, вкоторых содержится до 5-7% органического вещества (более подробно о хондритахниже).

Наиболее характерная черта химического состава живых систем земногопроисхождения заключается в том, что все они включают углерод. Этот элементобразует молекулярные цепочки, на основе которых построены все главныебиоорганические соединения, и прежде всего белки и нуклеиновые кислоты, абиологическим растворителем служит вода. Таким образом, единственная известнаянам жизнь, ее основа углеродоорганическая белково — нуклеиновая — водная. Влитературе обсуждается вопрос о возможности построения живых систем на другойорганической основе, когда, например, вместо углерода в скелет органическихмолекул включается кремний, а роль воды как биологического растворителявыполняет аммиак. Такого рода теоретическую возможность практически было быочень трудно учесть при выборе методов обнаружения и конструированиясоответствующей аппаратуры, поскольку наши научные представления о жизниоснованы только на изучении свойств земных организмов.

Роль и значение воды в жизнедеятельности организмов также широкообсуждается в связи с возможной заменой аммиаком или другими жидкостями,кипящими при низких температурах (сероводород, фтористый водород).Действительно, вода обладает рядом свойств, обеспечивающих ее роль в качествебиологического растворителя. Сюда относятся амфотерный характер воды и ееспособность к самодиссоциации на катион Н+ и анион ОН-,высокий дипольный момент и диэлектрическая постоянная, малая вязкость, высокиеудельная теплоемкость и скрытая теплота превращения, предохраняющие организмыот быстрых изменений температуры. Кроме того, роль воды в биологическихсистемах включает факторы стабилизации макромолекул, которые обеспечиваютсяобщими структурными особенностями воды.

В целом можно считать, что углеродоорганическая — водная химическаяоснова жизни является общим признаком живых систем.

Характерным признаком структурной организации живых систем являетсяодновременное включение в их состав, помимо основных химических элементов С, Н,О, N, целого ряда других, и прежде всего серы и фосфора. Это свойство можетрассматриваться в качестве необходимого признака существования живой материи.Специфичность живой материи, не смотря на все это, нельзя сводить лишь кособенностям физико — химического характера ее основных составных элементов — структурных единиц живого, имеющих абиогенное происхождение.

1.1.2.

В качестве исходных представлений при интерпретацииэкзобиологических экспериментов необходимо принимать во внимание динамическиесвойства живых систем. Развитие и эволюция биологических систем шли в основномпо пути совершенствование форм взаимодействия между элементами и способоврегуляции состояния системы в целом. Жизнь неразрывно связана с существованиеоткрытых систем, свойства которых во многом зависят от соотношения скоростейпроцессов обмена энергией и массой с окружающей средой.

Результаты исследования динамических свойств открытых системметодами математического моделирования позволили объяснить целый ряд иххарактерных черт, в частности установление в системе при сохранении постоянныхвнешних условий стационарного колебательного режима, который наблюдается наразных уровнях биологической организации. Это свойство является важнымпризнаком высокой степени организации системы, что в свою очередь можнорассматривать как необходимые условия жизни.

1.1.3.

 

Важным аспектом проблемы внеземной жизни является необходимость внешнегопритока энергии для ее развития. Солнечный свет, главным образом в ультрафиолетовойобласти спектра, играл существенную роль в процессах абиогенного синтезанеобходимым притоком свободной энергии, но заключалось также и в фотохимическомускорении дальнейших превращений. Жизнедеятельность первичных живых системтакже могла во многом определяться фотохимическими реакциями входящих в их составсоединений. Многие организмы, не имеющие прямого отношения к современномуфотосинтезу, тем не менее изменяют свою активность при освещении. Так, явлениефотореактивации клеток организмов видимым светом после поражающего действияультрафиолетовых лучей, очевидно, является в эволюционном отношении древнимпроцессом, возникшим в то время, когда первичные живые системы выработали механизмызащиты от деструктивного действия падавшего на Землю ультрафиолетового света.

Следует отметить, что свет мог и не являться единственным источникомэнергии на ранних этапах эволюции органических соединений. Эту роль могла выполнятьи химическая энергия, освобождаемая, например, в реакциях конденсации внеорганический полифосфат или в реакциях окисления, впоследствии составившихэнергетическую основу хемосинтеза. Однако в целом жизнь для своеговозникновения и развития требует, очевидно, постоянного внешнего притокас

еще рефераты
Еще работы по космонавтике