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专家们在有关辐射、失重和摆脱地球的周期性变化对生物影响的问题上,进行了13项引人入胜的实验。
用来做实验的生物包括麦苗、胡椒属的植物、大变形虫、豹蛙卵、面粉甲虫、寄生蜂、紫露草、某些种类的细菌以及果蝇的幼虫和成虫。
为了能够准确地得出这些生物在空间中的变化情况,做实验时必须设有对照组进行比较,也就是说用同样两组的生物作为实验对象,一组放在人造卫星中升入太空,另一组在地球上进行同样条件(例如温度、湿度等)下的实验,这样就要求严格地控制实验条件。
“生物卫星2号”
的实验结果表明:在太空中,胡椒属植物的叶子生长不正常,由于失去了地心引力,它们的叶子向下弯曲。
失重对变形虫或蛙卵的生长发育好像不起什么作用,在宇宙空间由胚胎发育成的6只蝌蚪看上去与平常的蝌蚪一样完美无缺。
在空间受辐照的面粉甲虫的翅膀上发现有些异常。
在飞行过程中受到辐照的雌寄生蜂比受地面辐照的雌寄生蜂的寿命长得多。
“生物卫星2号”
实验获得了一项引人注目的结果,即细菌在宇宙空间中比在地面上繁殖得快。
对卫星上细菌数目的早期统计表明,它们比存在引力的地面上同类细菌的繁殖率高20%~30%。
这个结果对于利用宇宙空间来进行发酵法生产产品显然是有指导意义的。
但也必须考虑到,对于生物细胞,无论是细菌还是其他种属的细胞,都有很多共同之处。
科学家认为,在失重的情况下,人体细胞的新陈代谢率会升高。
如果确实是这样,在航程较长的宇宙飞船之中,就必须配备人造引力装置,否则,宇航员就必须携带药物以防止自己的身体细胞置换过快。
在这以后,美国又进行了“生物卫星3号”
的实验,这颗卫星将一只名叫“伯尼”
的猕猴送上了天空。
这只猴子是从经过一年训练的10只猴子中选拔出来的,它头戴两只硬塑料头盔,里面镶嵌着各种仪器,以便监测它的脑电波,其他还安装有测量心率、血压、眼的活动和肌肉活动的仪器,所有的数据都通过无线电波送回地面。
这次实验原定进行30天,不幸的是,“伯尼”
在空中只活了8天半。
尽管如此,实验仍然获得了有关“伯尼”
在宇宙空间时大脑、心血管和新陈代谢功能等方面达10亿个信息单位的资料,其中有一项重要的发现是猴子身体的节律周期显然由正常的24小时转变为26小时,虽然光线的变化以及活动和取食的时间,都是按白昼和黑夜各为12小时的规律来安排的,但是到了飞行的第二天和第三天,猴子的身体节律就开始偏离了24小时的周期。
对于这些现象,科学家无法解释,目前还在继续深入地研究。
科学家直接进入太空实验
载人宇宙飞船和航天飞机的出现,使得科学家有了在宇宙中的实验站,科学工作者和宇航员共同进入太空,在那里长期生活工作,这使空间生物学的研究得以大大拓宽它的领域。
由于争夺空间不仅具有重要的军事意义,而且对于今后人类生存空间的扩展、对于某些新兴产业的出现具有潜在的价值,各个国家都很重视这方面的工作,美、俄、日、英、法、德、加等国都投入巨资,我国也在积极开展这方面的研究。
目前,空间生物学家主要在以下几个方面开展研究。
首先,研究空间环境对人类的影响,以便使更多的人能直接进行宇宙飞行和太空活动,这一研究属于宇宙医学的研究范围。
人在微重力环境下的生存是首先提出的课题。
人类在地球环境中的活动,锻炼了各种肌肉,在微重力环境中,大量的骨髓肌进入低活动的状态,长期的微重力会导致这些肌肉的萎缩。
失重时,血液循环不需要克服地面的引力,因此心肌的负担减轻。
从现有资料看,宇航员在空间生存期仅超过几个月,就开始出现肌肉萎缩的症状。
人体本需要骨骼来克服重力以支撑人体的站立和运动,在失重条件下,骨骼的负担减轻,引起组成骨骼的重要成分钙的缺失。
从美国和原苏联现有的研究结果看,宇航员在空间生活几周到两个月,尚不产生什么后果,但,如在空间长期生活一年左右,上述问题都会变得突出,当他们再返地面时,必须经过长时期的再适应过程。
苏联宇航员尤里·罗曼年科在空间生活了300多天,返回地面时是自己步出飞船舱的。
他能做到这点,是因为在宇宙飞船的舱中装有模拟地心引力的离心装置,在这种装置上他不断坚持运动锻炼,初步解决了较长期在微重力下生活的问题。
空间运动病几乎是所有宇航员都遭遇到的问题,它严重地影响他们充分利用有限的、宝贵的飞行时间从事各项研究。
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