Наши космические пути - Коллектив авторов - Страница 98

В отношении всех указанных организмов была предварительно получена детальная структурно-физиологическая характеристика с помощью новейших методов. В частности, кишечные палочки и стафилококки, которые также экспонировались на корабле-спутнике, исследовались под электронным микроскопом частично с помощью техники ультратонких срезов.

В процессе подготовки медико-биологических экспериментов на корабле-спутнике были впервые выполнены ультратонкие срезы свободных и внутриклеточных бактериофагов. Было установлено при этом, что использованные бактериофаги выглядят в виде частиц, состоящих из центрального ядра с большой электронно-оптической плотностью и периферической зоны, отделенной от ядра тончайшей мембраной.

Что касается использованных в опыте микробов масляно-кислого брожения, то они предназначались только для разработки методов автоматической регистрации жизнедеятельности микроорганизмов. Создание таких методов обеспечивает возможность определения длительности выживания клеток на долголетающих и не возвращающихся спутниках и ракетах. Испытание палочки масляно-кислого брожения в этом отношении полностью себя оправдало.

На этой основе были созданы и апробированы методы и специальные приборы, которые позволяют регистрировать и передавать на Землю сигналы, характеризующие жизнеспособность и физиологические отправления мельчайших живых существ — бактерий на протяжении любого срока полета ракет или спутников.

Испытанные на корабле-спутнике автоматические приборы, основанные на этих принципах, значительно расширяют возможности исследования биологических условий в космическом пространстве, поскольку они имеют небольшие габариты и вес, а заключенные в них тест-объекты (споры палочки масляно-кислого брожения) не нуждаются в пополнении системы питательными веществами.

Биоэлементы после любой экспозиции в полете могут быть приведены в действие по сигналам с Земли или от программного устройства на борту.

Как уже сказано, наряду со многими преимуществами микробов при медикобиологических, и в частности генетических, исследованиях, они обладают крупным недостатком — низкой радиочувствительностью. С целью повышения их радиочувствительности часть микробиологических объектов находилась в атмосфере кислорода. Кроме того, на втором корабле-спутнике для генетической характеристики космического пространства была сделана попытка использовать также живые клетки в культуре тканей. Известно, что наследственность у таких клеток под влиянием излучений изменяется в сотни раз легче, чем у микробов. Однако сохранить их жизнедеятельность на протяжении длительных сроков без пересевов на новые питательные среды очень трудно. Для осуществления такой попытки нужно было выбрать хорошо растущие клетки и подходящие питательные среды для них. Учитывая эти соображения, на корабле-спухнике использовались раковые клетки, условно называемые клетками Хела. Эти клетки хорошо растут на искусственных средах и широко применяются для изучения генетических проблем и исследования природы раковой болезни. Для культивирования таких клеток был использован метод, позволяющий получать колонии (скопления) клеток на стенке стеклянных пробирок, в которых осуществляется выращивание.

В предварительных опытах было установлено, что колонии раковых клеток прикрепляются к стенкам стеклянных пробирок и ампул так прочно, что выдерживают вибрации, значительно превышающие те, которые имеют место при запуске современных ракет. Это создает возможность при обработке материала дать морфолого-биологическую характеристику культур, часть цикла развития которых прошла в специально устроенном маленьком термостате на борту корабля-спутника.

В настоящее время определяется жизнеспособность этих культур и принимаются меры для поддерживания их в последующих пересевах. В случае положительных результатов культуры будут использованы для изучения их наследственных признаков сравнительно с контрольными культурами, которые оставались на Земле.

На борту корабля-спутника экспонировались также небольшие участки кожи человека и кролика. Использование кусочков кожи человека, предоставленных добровольцами из авторских коллективов, участвующих в исследовании космоса, осуществлялось с целью выяснения возможного влияния факторов космического пространства на особо чувствительные клеточные системы. Доказательством того, что кусочки кожи вернулись живыми, могут быть гистологические исследования, посевы измельченных кусочков кожи на специально питательные среды, хотя такое культивирование обычно удается с трудом, и, наконец, обратная посадка их тем донорам, у которых они были взяты. Кусочки кожи, возвращенные после полета на кораблеспутнике, в настоящее время подвергаются детальному исследованию.

В наше время биологические, и в том числе генетические, исследования осуществляются в тесной связи с физико-химическими изысканиями. В частности, в последние десятилетия было показано, что химические вещества могут участвовать в передаче наследственных признаков от одной разновидности к другой. Таким химическим веществом является дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК), входящая в состав ядер клеток животных, растений и микробов. Весьма вероятно, что это соединение в первую очередь будет реагировать на генетические воздействия космической радиации. Учитывая это, на корабле-спутнике были помещены ампулы с дезоксирибонуклеиновой кислотой, полученной из зобной железы теленка, причем часть ампулы была наполнена кислородом. При исследовании возвращенной дезоксирибонуклеиновой кислоты будут использованы современные методы, позволяющие характеризовать состояние этого соединения в физико-химическом отношении. Сравнительно небольшой срок пребывания второго корабля-спутника на орбите позволяет думать,, что грубых отклонений в структуре дезоксирибонуклеиновой кислоты не будет обнаружено. Тем не менее все же будут сделаны попытки обнаружить более тонкие изменения с помощью физико-химических, иммунологических и других методов.

Первый опыт экспонирования в космическом пространстве биологически активного химического вещества будет использован для составления более широкой программы биохимических исследований, течения биохимических реакций в условиях космоса, а также поисков в космосе органических веществ и их предшественников.

Таким образом, на борту корабля-спутника был осуществлен ряд целеустремленных экспериментов на животных клетках, микроорганизмах, бактериофагах и сложных органических молекулах с целью сделать все возможное для решения вопроса о жизнеспособности клеток и радиогенетической безопасности в космическом пространстве. Следует ожидать, что данные, которые будут впоследствии получены при обработке этого материала, при сопоставлении с аналогичными данными, выявленными в результате исследования животных и насекомых, позволят полнее охарактеризовать биологические особенности космического пространства.

Генетические исследования

Помимо задач выяснения действия факторов космического полета, в первую очередь космической радиации, на физиологию организмов, было положено начало исследованиям по изучению влияния этих факторов на наследственность, а также решению вопроса о генетической опасности космических полетов.

Многочисленными исследованиями советских и зарубежных ученых установлено, что такие виды ионизирующей радиации, как рентгеновские лучи, гамма-лучи, быстрые нейтроны и некоторые другие, представляют собой мощный источник наследственных изменений у всех организмов, в том числе и у человека.

Опыты с облучением тканей человека рентгеновскими лучами показали, что доза в 10 рентген удваивает частоту возникновения мутаций. Выяснено, что разные виды ионизирующей радиации обладают различной биологической эффективностью. Например, быстрые нейтроны вызывают в полтора-два раза больше мутаций, чем рентгеновские или гамма-лучи. Генетический эффект первичной космической радиации до сих пор не было возможности изучить. Полет второго космического корабляспутника представил, наконец, возможность подобного исследования.