Наши космические пути

Коллектив авторов

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.

Хотя подавляющее число мутаций вредно, некоторые из них в определенных условиях среды могут быть полезными для вида. Такие полезные мутации играют важную роль в эволюции органического мира и в создании новых высокопродуктивных штаммов микроорганизмов и сортов культурных растений. Радиоселекция микроорганизмов и растений в последние годы становится одним из разделов работы селекционеров. Поэтому наряду с выяснением генетической опасности космического излучения необходимо выяснить и возможности использования его для целей радиоселекции.

На корабле-спутнике находились следующие виды организмов, намеченные для первоочередных генетических исследований: мыши двух различных линий, плодовые мушки дрозофилы также двух различных линий, два растения традесканции, семена пшеницы сорта 186, семена трех сортов гороха, отличающихся по радиоустойчивости, двух сортов кукурузы — «немчиновская» и «подмосковная», лука — батуна и нигеллы, грибки актиномицеты — продуценты антибиотиков. Чем объясняется выбор именно этих объектов для первых генетических исследований, связанных с космическими полетами?

Мыши и дрозофилы в силу ряда биологических особенностей — быстроты размножения и смены поколений, легкости их разведения, а также вследствие огромного разнообразия их признаков, наследование которых хорошо изучено, очень удобны для генетических исследований. Побывавшие в космосе мыши будут подвергнуты детальному цитологическому анализу в целях выяснения тех изменений, которые могли произойти в клетках различных тканей под влиянием

космических лучей.

В первую очередь будет подробно изучено состояние хромосомного аппарата кроветворных органов.

Как было указано выше, в полете участвовали дрозофилы двух линий. Одна из них — линия Д-32 — отличается очень низкой мутабильностью (изменчивостью) в естественных условиях, другая — линия Д-18 — наоборот, очень высокой естественной мутабильностью. С мухами обеих линий будут поставлены опыты по специальным методикам скрещивания, которые выяснят частоту возникновения у обеих линий наиболее важных типов вредных мутаций (так называемых рецессивных и доминантных леталей).

Растение традесканция — классический объект цитологических исследований, так как оно имеет небольшое число хорошо различающихся между собой хромосом. В кабине для животных были специально установлены растения с бутонами, поскольку хромосомные перестройки у традесканции всего легче наблюдать в делящихся при образовании пыльцы клетках.

Сухие семена культурных растений — пшеницы, кукурузы, гороха, — будут высеяны для того, чтобы узнать, вызывает ли и какие именно изменения (мутации) космическая радиация у различных видов и сортов растений.

Что же касается лука и нигеллы, то они будут использованы в основном для цитологических исследований.

Ионизирующая радиация широко применяется для получения новых, более продуктивных штаммов актиномицетов, дающих такие ценные антибиотики, как пенициллин, стрептомицин и другие. На космическом корабле были размещены два штамма грибков — продуцентов пенициллина, сильно отличающиеся по радиочувствительности. Исследование результатов облучения их в космосе позволит решить вопрос о биологической эффективности космической радиации в отношении данного, очень важного объекта.

Следует указать, что каждый из перечисленных генетических опытов сопровождается строгими контрольными опытами с теми же объектами, находящимися в обычных для них условиях. Это обеспечит объективную оценку результатов генетических исследований. Эти исследования только начинаются, и, несомненно, они будут продолжены и явятся непременной очень важной частью работ, связанных с дальнейшими космическими полетами. Познание законов наследственности и управление ими — одна из важнейших задач современного естествознания. Выход человека в космос знаменует начало новой главы в развитии генетики, главы, посвященной познанию закономерностей влияния факторов космических полетов на наследственность и эволюцию, разработке методов защиты от вредных влияний этих факторов и использования их положительных эффектов. Генетические исследования на втором корабле-спутнике — лишь первые шаги в этом направлении.

В плане длительных полетов будущего остро встает проблема регенерации воздуха герметических кабин и обеспечения экипажа корабля пищей. Уже простые расчеты показывают, что использование для этих целей химических реагентов и запасов пищи, взятых с Земли, привело бы к очень большому начальному весу корабля, так как в этом случае взятые с Земли реагенты и пища, по мере их использования в пути, не будут воссоздаваться вновь. Вместе с тем в масштабах всей нашей планеты эти процессы — поглощение углекислоты, выделение кислорода и синтез сложных органических веществ из полностью окисленных — осуществляются в листьях зеленых растений в результате фотосинтеза.