Астробиология, космическая биология и медицина

Июль 22, 2022

Главная
Биология
Астробиология, космическая биология и медицина

Содержание

2. Космическая биология и медицина Поиски внеземного разума Механизмы возникновения жизни на Земле и других планетах, способы
4. НАШИ СЕГОДНЯШНИЕ ВОПРОСЫ Как мы связаны с космосом? Что ученые знают наверняка, а о чем только
5. ЧТО ТАКОЕ ЖИЗНЬ? Существует более ста определений понятия «жизнь», и многие из них противоречат друг другу.
7. КАК ПОЯВЛЯЕТСЯ ЖИЗНЬ?
8. Атмосфера молодой Земли: мало кислорода, нет озонового слоя, грозы, молнии
9. ЧТО МЫ ДОЛЖНЫ ИСКАТЬ? Молекулы Органические молекулы Биомаркеры (молекулы, сопутствующие жизни)
10. БИОМАРКЕРЫ Есть вещества, которых достаточно много, которые довольно четко связаны с жизнью и которые хорошо проявляют
13. Дмитрий Вибе. «Органические молекулы в космосе». Электронный журнал «Знание-сила» http://www.znanie-sila.su/?issue=onlinetv/index.php&r=1&look=1&id=28
14. КАК ИСКАТЬ?
15. 3583 планеты, в 2688 системах на 1.02.2017
16. ТРАНИЗИТНЫЙ МЕТОД ОТКРЫТИЯ ЭКЗОПЛАНЕТ
19. Спектры звезд: http://astro.unl.edu/classaction/animations/light/spectrum010.html
32. HAT-P-11B
33. ГДЕ ИСКАТЬ? Возможные критерии: Диапазон температур Наличие кислорода Наличие воды
34. ЖИЗНЕПРИГОДНЫЕ ЭКЗОПЛАНЕТЫ Что происходит с планетой в зоне жизни по ходу эволюции звезды: http://astro.unl.edu/naap/habitablezones/animations/stellarHabitableZone.html
36. ESI=0.86 ESI=0.67
37. 1 а.е.
40. Звезда TRAPPIST-1 на 11% больше Юпитера. При этом её масса равна почти 84 массам Юпитера.
43. 464 °C 243 дня
47. ЭКСТРЕМОФИЛЫ Термофил — организм, процветающий при температурах 45-122 °C. Психрофил/криофил — организм, способный на выживание, рост
48. Недавние исследования, проведённые над экстремофилами в Японии, состояли из множества бактерий, включая Escherichia coli и Paracoccus
50. ГАЛАКТИЧЕСКАЯ ЗОНА ЖИЗНИ
51. АЛЬТЕРНАТИВНАЯ БИОХИМИЯ Альтернативная биохимия изучает возможность существования форм жизни, которым свойственны биохимические процессы, полностью отличающиеся от
52. УГЛЕРОД ⇒ КРЕМНИЙ При всём разнообразии молекул, которые были обнаружены в межзвёздной среде, 84 основаны на
53. НАША СОЛНЕЧНАЯ СИСТЕМА
55. Атмосфера Марса: 95,32 % угл. газ 2,7 % азот 1,6 % аргон 0,13 % кислород 0,08
56. Анимация движения облаков на Марсе, фотографии с аппарата Феникс Движение облаков, снимки сделаны изнутри кратера Виктория
58. Opportunity, 2004 Кратер «Eagle» Пустоты Гематит
59. В августе 1996 года в журнале Science была опубликована статья об исследовании метеорита ALH 84001, найденного
60. ЕВПРОПА Галилеевы спутники Юпитера
61. ЕВПРОПА
62. ТИТАН –СПУТНИК САТУРНА ТИТАН –СПУТНИК САТУРНА
64. Передал «Кассини-Гюйгенс», 2005
66. ИССЛЕДОВАНИЕ СПУТНИКА САТУРНА ТИТАНА HTTPS://WWW.YOUTUBE.COM/WATCH?V=T2ROIYGGFRC
67. ГИПОТЕЗА ПАНСПЕРМИИ Гипотеза о появлении жизни на Земле в результате занесения из космического пространства так называемых
68. SETI -SEARCH FOR EXTRATERRESTRIAL INTELLIGENCE)
70. ФОРМУЛА ДРЕЙКА Существует множество мнений по большинству параметров, приведём числа, использованные Дрейком в 1961: R =
73. Скачать презентацию

Слайд 2

Космическая биология и медицина
Поиски внеземного разума
Механизмы возникновения жизни на Земле и

других планетах, способы ее обнаружения и исследования

Слайд 3

Слайд 4

НАШИ СЕГОДНЯШНИЕ ВОПРОСЫ
Как мы связаны с космосом?
Что ученые знают наверняка, а

о чем только строят теории?
Что такое жизнь?
Что мы должны искать, чтобы ее обнаружить?
Как искать?
Где искать?

Слайд 5

ЧТО ТАКОЕ ЖИЗНЬ?
Существует более ста определений понятия «жизнь», и многие из

них противоречат друг другу.
Фридрих Энгельс дал следующее определение: «Жизнь есть способ существования белковых тел, существенным моментом которого является постоянный обмен веществ с окружающей их внешней природой, причем с прекращением этого обмена веществ прекращается и жизнь, что приводит к разложению белка»
По определению А. А. Ляпунова, жизнь — это «высокоустойчивое состояние вещества, использующее для выработки сохраняющих реакций информацию, кодируемую состояниями отдельных молекул»
Согласно официальному определению NASA, выработанному в 1994 году и применяющемуся в задачах поиска жизни во Вселенной, жизнь — «самоподдерживающаяся химическая система, способная к дарвиновской эволюции»
На текущий момент нет единого мнения относительно понятия жизни, однако учёные в целом признают, что биологическое проявление жизни характеризуется: организацией, метаболизмом, ростом, адаптацией, реакцией на раздражители и воспроизводством

Слайд 6

Слайд 7

КАК ПОЯВЛЯЕТСЯ ЖИЗНЬ?

Слайд 8

Атмосфера молодой Земли: мало кислорода, нет озонового слоя, грозы, молнии

Слайд 9

ЧТО МЫ ДОЛЖНЫ ИСКАТЬ?
Молекулы
Органические молекулы
Биомаркеры
(молекулы, сопутствующие жизни)

Слайд 10

БИОМАРКЕРЫ
Есть вещества, которых достаточно много, которые довольно четко связаны с жизнью

и которые хорошо проявляют себя в спектре. Их называют биомаркерами.
Основных биомаркеров пять — это кислород, озон, вода, метан и углекислый газ.

CO2

H2O

CH4

Слайд 11

Слайд 12

Слайд 13

Дмитрий Вибе. «Органические молекулы в космосе». Электронный журнал «Знание-сила» http://www.znanie-sila.su/?issue=onlinetv/index.php&r=1&look=1&id=28

Слайд 14

КАК ИСКАТЬ?

Слайд 15

3583 планеты, в 2688 системах на 1.02.2017

Слайд 16

ТРАНИЗИТНЫЙ МЕТОД ОТКРЫТИЯ ЭКЗОПЛАНЕТ

Слайд 17

Слайд 18

Слайд 19

Спектры звезд:
http://astro.unl.edu/classaction/animations/light/spectrum010.html

Слайд 20

Слайд 21

Слайд 22

Слайд 23

Слайд 24

Слайд 25

Слайд 26

Слайд 27

Слайд 28

Слайд 29

Слайд 30

Слайд 31

Слайд 32

HAT-P-11B

Слайд 33

ГДЕ ИСКАТЬ?
Возможные критерии:
Диапазон температур
Наличие кислорода
Наличие воды

Слайд 34

ЖИЗНЕПРИГОДНЫЕ ЭКЗОПЛАНЕТЫ
Что происходит с планетой в зоне жизни по ходу эволюции

звезды:
http://astro.unl.edu/naap/habitablezones/animations/stellarHabitableZone.html

Слайд 35

Слайд 36

ESI=0.86
ESI=0.67

Слайд 37

1 а.е.

Слайд 38

Слайд 39

Слайд 40

Звезда TRAPPIST-1 на 11% больше Юпитера.
При этом её масса равна почти

84 массам Юпитера.

Слайд 41

Слайд 42

Слайд 43

464 °C
243 дня

Слайд 44

Слайд 45

Слайд 46

Слайд 47

ЭКСТРЕМОФИЛЫ
Термофил — организм, процветающий при температурах 45-122 °C.
Психрофил/криофил — организм, способный на выживание, рост

или размножение при температуре 10 °С и ниже в течение длительного периода; распространены в холодных почвах, вечной мерзлоте, полярном льду, холодной морской воде, или на/под альпийским снежным покровом.
Ксерофил — организм, который может расти в очень сухих, обезвоженных условиях; почвенные микробы в пустыне Атакама служат примером данному типу.
Анаэроб — организм, которому не требуется кислород для роста.

Слайд 48

Недавние исследования, проведённые над экстремофилами в Японии, состояли из множества бактерий,

включая Escherichia coli и Paracoccus denitrificans, которых подвергли условиям экстремальной силы тяжести. Бактерии выращивались в ультрацентрифуге на высоких скоростях, соответствующих 403627 g (то есть в 403627 раз большая сила тяжести, чем на Земле). Paracoccus denitrificans была одной из бактерий, продемонстрировавшей не только выживание, но также устойчивый клеточный рост в условиях сверхускорения, которые обычно можно найти только в космических условиях, например, на очень массивных звёздах или в ударных волнах сверхновых. Анализ показал, что небольшой размер клеток прокариот имеет важное значение для успешного роста при гипергравитации.
Также в 2012 учёные сообщили, что лишайник выжил и показал замечательные результаты на способность к адаптации фотосинтетической активности в течение 34 дней имитационного моделирования марсианских условий, проведённых в Mars Simulation Laboratory (MSL), Германского центра авиации и космонавтики (DLR). Там моделировался состав марсианской атмосферы, температура, освещение, давление.

Слайд 49

Слайд 50

ГАЛАКТИЧЕСКАЯ ЗОНА ЖИЗНИ

Слайд 51

АЛЬТЕРНАТИВНАЯ БИОХИМИЯ
Альтернативная биохимия изучает возможность существования форм жизни, которым свойственны биохимические процессы, полностью

отличающиеся от возникших на Земле. Обсуждаемые отличия включают замену углерода в молекулах органических веществ на другие атомы, либо воды в качестве растворителя на другие жидкости.

Слайд 52

УГЛЕРОД ⇒ КРЕМНИЙ
При всём разнообразии молекул, которые были обнаружены в межзвёздной среде,

84 основаны на углероде и лишь 8 — на кремнии. Более того, из этих 8 соединений 4 включают углерод. (Это косвенно указывает на небольшую возможность промежуточного — кремний-углеродного — варианта биохимии.)

ВОДА ⇒ АММИАК

При давлении в 100 кПа (1 атм.) он находится в жидком состоянии при температурах от −78 до −33 °C. Жидкий аммиак по ряду свойств напоминает воду, но следует заметить, что при замерзании твёрдый аммиак не всплывает вверх, а тонет (в отличие от водного льда). Поэтому океан, состоящий из жидкого аммиака, будет легко промерзать до дна. Кроме того, выбор аммиака как растворителя исключает выгоды от использования кислорода как биологического реагента

Поэтому океан, состоящий из жидкого , будет легко промерзать до дна. Кроме того, выбор аммиака как растворителя исключает выгоды от использования кислорода как биологического реагента.

NH3

H2O

Слайд 53

НАША СОЛНЕЧНАЯ СИСТЕМА

Слайд 54

Слайд 55

Атмосфера Марса:
95,32 % угл. газ 2,7 % азот 1,6 % аргон 0,13 % кислород 0,08 % угарный газ 0,021 % водяной пар
12756 км
Атмосфера Земли:
70,08 % азот
20,95 % кислород
0,93 % аргон 0,039 % угл. газ ок. 1 % водяной

пар

Слайд 56

Анимация движения облаков на Марсе, фотографии с аппарата Феникс
Движение облаков, снимки сделаны

изнутри кратера Виктория (марсоход Оппортьюнити)

Слайд 57

Слайд 58

Opportunity, 2004
Кратер «Eagle»
Пустоты
Гематит

Слайд 59

В августе 1996 года в журнале Science была опубликована статья об исследовании метеорита ALH 84001, найденного

в Антарктиде в 1984 году. Изотопное датирование показало, что метеорит возник 4—4,5 миллиарда лет назад, а 15 миллионов лет назад был выброшен в межпланетное пространство. 13 000 лет назад метеорит упал на Землю. Изучая метеорит с помощью электронного микроскопа, учёные обнаружили микроскопические окаменелости, напоминающие бактериальные колонии, состоящие из отдельных частей размером примерно 100 нм. Также были найдены следы веществ, образующихся при разложении микроорганизмов. Работа была неоднозначно встречена научным сообществом. Критики отметили, что размеры найденных образований в 100—1000 раз меньше типичных земных бактерий, и их объём слишком мал для размещения в нём молекул ДНК и РНК. В ходе последующих исследований в образцах были обнаружены следы земных биозагрязнений. В целом аргументы в пользу того, что образования являются окаменелостями бактерий, выглядят недостаточно убедительными

МЕТЕОРИТ С МАРСА

Слайд 60

ЕВПРОПА
Галилеевы спутники Юпитера

Слайд 61

ЕВПРОПА

Слайд 62

ТИТАН –СПУТНИК САТУРНА
ТИТАН –СПУТНИК САТУРНА

Слайд 63

Слайд 64

Передал «Кассини-Гюйгенс», 2005

Слайд 65

Слайд 66

ИССЛЕДОВАНИЕ СПУТНИКА САТУРНА ТИТАНА HTTPS://WWW.YOUTUBE.COM/WATCH?V=T2ROIYGGFRC

Слайд 67

ГИПОТЕЗА ПАНСПЕРМИИ
Гипотеза о появлении жизни на Земле в результате занесения из космического пространства

так называемых «зародышей жизни» Согласно панспермии, рассеянные в космическом пространстве зародыши жизни (например, споры микроорганизмов) переносятся с одного небесного тела на другое с метеоритами или под действием давления света

Слайд 68

SETI -SEARCH FOR EXTRATERRESTRIAL INTELLIGENCE)

Слайд 69

Слайд 70

ФОРМУЛА ДРЕЙКА
Существует множество мнений по большинству параметров,
приведём числа, использованные Дрейком

в 1961:
R = 10/год (10 звёзд образуется в год)
fp = 0,5 (половина звёзд имеет планеты)
ne = 2 (в среднем две планеты в системе пригодны для жизни)
fl = 1 (если жизнь возможна, она обязательно возникнет)
fi = 0,01 (1 % вероятности, что жизнь разовьётся до разумной)
fc = 0,01 (1 % цивилизаций может и хочет установить контакт)
L = 10 000 лет (технически развитая цивилизация существует 10 000 лет)
Уравнение Дрейка даёт N = 10 × 0,5 × 2 × 1 × 0,01 × 0,01 × 10 000 = 10.

Слайд 71

Астробиология, космическая биология и медицина

Содержание

Космическая биология и медицинаПоиски внеземного разумаМеханизмы возникновения жизни на Земле и

НАШИ СЕГОДНЯШНИЕ ВОПРОСЫКак мы связаны с космосом?Что ученые знают наверняка, а

ЧТО ТАКОЕ ЖИЗНЬ?Существует более ста определений понятия «жизнь», и многие из

КАК ПОЯВЛЯЕТСЯ ЖИЗНЬ?

Атмосфера молодой Земли: мало кислорода, нет озонового слоя, грозы, молнии

ЧТО МЫ ДОЛЖНЫ ИСКАТЬ?Молекулы Органические молекулыБиомаркеры (молекулы, сопутствующие жизни)

БИОМАРКЕРЫЕсть вещества, которых достаточно много, которые довольно четко связаны с жизнью

Дмитрий Вибе. «Органические молекулы в космосе». Электронный журнал «Знание-сила» http://www.znanie-sila.su/?issue=onlinetv/index.php&r=1&look=1&id=28

КАК ИСКАТЬ?

3583 планеты, в 2688 системах на 1.02.2017

ТРАНИЗИТНЫЙ МЕТОД ОТКРЫТИЯ ЭКЗОПЛАНЕТ

Спектры звезд:http://astro.unl.edu/classaction/animations/light/spectrum010.html

HAT-P-11B

ГДЕ ИСКАТЬ?Возможные критерии:Диапазон температурНаличие кислородаНаличие воды

ЖИЗНЕПРИГОДНЫЕ ЭКЗОПЛАНЕТЫЧто происходит с планетой в зоне жизни по ходу эволюции

ESI=0.86ESI=0.67