首 页
协会简介
科学普及
学术研究
技术咨询
康乐园地
医疗保健
巾帼风采
协会会讯
 
                     
    首页>学术研究>我国的航天科学技术>航天生物科学技术

航 天 生 物 科 学 技 术
    我国在开始研究载人航天的同时,就开始了航天生物科学的研究,航天生物科学的首要任务;找到使航天员能适应在太空生工作办法。太空是一个完全不同于地面的环境,在太空的特殊环境下,即使是身体最的航天员也会受到系列的航天病症的困扰,如胃肠菌能紊乱、睡眠障碍、骨钙流失以及机体免疫力下降等;在太空中
    由于失重和人体应激反应的影响,航天员会出现胃酸分泌过多,消化酶活动增强,而同时胃肠蠕动却减退的“矛盾现象”,因而肠内菌群失衡、胃肠功能紊乱。
    地球上一昼夜24小时,而航天器中白天——黑夜的变化却只有一个半小时,使得人的生物钟发生严重紊乱。产生睡眠障碍。
    由于失重,人是漂在半空中,骨骼基本没有承受人体的重量,导致骨生成受到抑制,骨破坏加剧,骨钙开始大量流失,形成骨质疏松,特别是承重骨更为严重。
    对乘坐前苏联礼炮2 号的航天员进行研究发现;他们的胸腺、脾脏、淋巴结等免疾器官萎缩,外周血淋巴细胞、单核细胞数减少、T细胞增殖能力气降低,血清抗菌活性减弱,唾液内溶菌酶指标下降,免疫球蛋白含量降低。总之细胞免疫和体液免疫都大幅度下降。
    1995年10月在我国正式启动载人航天工程的第三年,“航天员太空健康保障”课题列入“863计划”,并取得进展。利用中医理论进行开发能够调节航天员整体功能态的高科技产品。通过中药的合理配伍来找到整体调节神经免疫内分泌系统的方法,这是一条行之有效的“中国特色之路”。
    经过千百次试验、不断地努力,终于试验出了一个全新的特殊配方,制成了“东方红一号”宇航口服液,这是我国第一个调节人体整体功能态的航天员的专用保健品。
    利用太空的特殊环境,进行航天育种则是航天生物科技第二项“造福于民”的重要项目。
    利用航天器在太空飞行提供的条件,进行空间生命科学研究,能帮助科学家揭示在地面环境下,不可能获知的生命科学中一些本质特征,而在太空特殊的环境中显示出来。航天生物科学技术还在应用上发展新的空间生物工程方法,改变生物的某些特性,而获得优良、高产农产品,高效生物制品等,这在地面环境下是不可能达到的。   
    地面上生存的生物都是在地球重力场、低辐射条件下长期的自然选择和进化的结果。这样的过程是非常缓慢的,所以地面上的生物都是在长时间内相对保持性态稳定。
    太空环境与地面环境有天壤之别,如微重力、强辐射、高真空、高洁净等,特别是空间微重力和高能粒子辐射是地球上从未遇到过的,在这种特殊的环境下,会使植物、农作物种子及微生物获得在地球上罕见的诱变。
    太空的环境与地面环境则是完全不同的,太空中是微重力、强辐射、高真空、高洁净的环境,特别是空间微重力和高能粒子辐射条件是地球上生物从未遇到过的。物体所受重力仅为地面的百分之一到十万分之一,在这种环境下,空气和水受热后,不会上下对流,液体可以变成圆圆的水珠悬浮在空间。在高能粒子辐射条件下,会使种子和微生物获得地球上罕见的变异。
    对太空诱变的机理,我国最早从事空间生物学研究的专家之一、中国科学院植物所研究员梁寅初,有着独到见解。他认为,空间环境因素中,起主要作用的是宇宙射线和微重力,宇宙射线是引起植物诱变的主要因素,而微重力通过增强植物材料对诱变因素的敏感性,使染色体DNA损伤加剧,增加了变异的发生。
    美国和前苏联的科学家很早就发现了在太空中植物、微生物的变异。由于他们着重在基础理论的研究以及对空间医学和太空环境对航天员的影响。忽视了利用太空环境对生物诱变育种的作用,而出现的航天生物学新课题的研究。
    我国较早地开展航天生物学的研究,从1987年到现在已经先后在10颗返回式卫星 5艘航天飞船上搭载了1200多个农作物、微生物、以及植物品种进行了试验,取得了丰硕的成果,为我国的航天生物学的研究和产业化奠定了坚实的基础。(参阅右图可以明显地看到航天育种对农作物生长的影响)  
    中国空间技术研究院空间生物实验室主任谢申猛博士对于太空诱变的机理有着更深一步的认识,“外面空间有许多地面所不具备的看不见、摸不到、甚至感觉不到的特性,如失重、宇宙射线、真空、低温等。这些都是诱变育种的理想条件。太空环境中引起诱变的主要因素是宇宙射线和微重力,其机理是由于高能粒子引起生物遗传物质DNA损伤,而导致生物产生可遗伎的变异而微重力通过增强植树物材料对诱变因素的敏感性,便染色体DNA损伤加剧而增加变异的发生。微重力对植物的激素分布、钙离子分布和细胞结构等也有明显的影响。”研究还表明,微重力可能干扰DNA损伤修复系统的政正常运转,即阻碍或抑制DNA链断裂的修复。
    空间诱变育种技术利用空间环境的物特殊条件,使植物种子、微生物菌种产生变异。人们从中筛选出需要的高产、性状优异的农作物品种和微生物菌种。
    由于微生物材料个体很小、繁殖力强、繁殖快(几分钟就繁殖一代)、而且要求的菅养少,它们的种类繁多,所以微生物就成为了航天器的首选“搭载材料”。利用太空环境使某些微生物菌种得到改善,创造出新品种。微生物太空诱变技术可以让人类获得开发某些名贵药物和具有特殊营养价值的保健食品的新技术。
    随着航天科技的迅猛发展,将航天生物科学技术应用于研制药品,成为航天科技转化为民用的新突破点,是为航天产业的重要开发项目,俄、美两国在空间站和航天飞机都进行了大量的药物生产试验,取得相当的成果,生产出临床使用的太空药物。北京东方红航天生物技术有限公司隶属于中国航天科技集团,1997年成立以来,紧跟世界太空生物科技发展,利用我国的航天资源优势,取得一系列成果,成为我国航天生物科技应用与开发的主导企业。
    
    
    下一页:我国的航天生物科学的新创举——航天育种