Selgitame, mis on biofüüsika, selle eesmärgid, uurimisobjekt ja harud. Samuti selle tähtsus elu mõistmisel.
Mis on biofüüsika?
Biofüüsika on distsipliini mis tegeleb uurimisega bioloogia seisukohast füüsiline (sellest ka nende ühine nimi). See kahe- või kahepoolne olemus muudab võimatuks määratleda, kas tegemist on bioloogiale lähedase füüsikaharuga või füüsikale lähedase bioloogiaharuga.
Igal juhul ühendab see füüsika teoreetilise vaimu võimalusega saada kontrollitavaid katsetulemusi, mis on bioloogias tavaline.
Biofüüsika on selles mõttes üks esimesi teadusharusid, mis ühendavad erinevaid lähenemisviise Teadused elementaalid, mis on tänapäeva teadusmaailmas tõusev trend. Selle distsipliiniga saadud tulemused on huvi nii bioloogia kui ka rakendusfüüsika jaoks.
See on noor distsipliin, vähemalt ametlikult tunnustatud, kuna selle uurimisvaldkonnad on isegi teaduse enda kontseptsioonist varasemad. Esimene korralik biofüüsikaline uurimus oli XVII sajandil, kui tema töö raames avaldati saksa jesuiitide teadlase Atanasio Kircheri (1601-1680) uurimused loomade bioluminestsentsi kohta.Ars Magna Lucis et Umbrae”.
Biofüüsika uurimisobjekt
Biofüüsika uurimisobjekti võib määratleda kui füüsikalist välja elu või füüsika rakendamine elusolendid. Suures osas käsitleb ta oma uurimisobjekti klassikalise mehaanika ehk Newtoni mehaanika füüsikalisest vaatenurgast.
See hõlmab uurimist nähtusi füüsikamaailmas levinud, nt elektrit, valgus, magnetism, muu hulgas, kuid on seotud bioloogiamaailmaga: bioelekter, bioluminestsents, biomagnetism jne.
Biofüüsika eesmärgid
Biofüüsika taotleb mitmesuguseid eesmärke, näiteks:
- Mõista inimkeha ja teisi elusolendeid nii süsteemid füüsiline, mis on varustatud mõõdetavate muutujatega, nagu siseenergia, entroopia, jne.
- Tõlkige füüsika keelde (st kirjeldage selle terminites) mõnda konkreetset keerulise elu nähtust, eriti neid, mis hõlmavad energiad põhialused: elekter, magnetism, gravitatsiooni, jne.
- Rakenda kõik eelnevad teadmised lahendusele probleeme spetsiifilised, nagu proteeside valmistamine, ravimeetodite ja uute tööriistade leiutamine diagnostikavõi uued materjalid, mis on inspireeritud elust enesest.
- Rakendage praktikas transdistsiplinaarne lähenemine füüsikale ja bioloogiale, et ületada konkreetse valdkonna piirangud, kasutades selleks tööriistu ja teadmisi teistest.
Biofüüsika harud
Peamised biofüüsika uurimisvaldkonnad, millest igaüks avab teatud huviala, on järgmised:
- Biomehaanika. See käsitleb inimkeha protsesside uurimist, nende mõistmist kui sisemiste ja väliste jõudude rakendamist sellele, mis võimaldab neil mõelda sellistest mõistetest nagu energiatõhusus, anatoomiline mehaanika jne, mis omakorda on kasulik proteeside valmistamiseks.
- Bioakustika. Nagu nimigi viitab, uuritakse toote tootmist heli aastal loomad, sealhulgas inimene. See ulatub käitumisest lained heli, kuni kõrva neurofüsioloogilise aparatuurini.
- Rakkude mootorid. See on distsipliin, mis hõlmab liigutused elusolenditest kui energia muundamise protsessist (keemia, tavaliselt) tööl, olles seega võimeline neid jäljendama (näiteks nanomasinate loomiseks).
- Valkude dünaamika. See on seotud liikumiste ja voltide uurimisega valk ja muud molekulaarsed konstruktsioonid, vastavalt nende struktuuridele, funktsioonidele või koostistele, rakendades füüsikaseadusi.
- Molekulaarne suhtlus. Põhimõtteliselt on tegemist teabevahetusega rakutasandil, mõlema vahel rakud samast organism, nagu vahel üherakulised organismid, kasutades süsteemseid põhimõtteid, mida saab füüsilisest vaatepunktist hästi mõista.
Biofüüsika tähtsus
Biofüüsika vaatenurga juures on kõige huvitavam see, et see mõtleb ümber või mõtleb ümber piirid maailma vahel. asja (anorgaaniline) ja elumaailm (orgaaniline), kuna mõlemat mõjutavad samad füüsika põhijõud. Nii annab see elementaarsema arusaama sellest, mis on elu ja mis eristab elusolendeid neid ümbritsevast elutust ainest.
Teisest küljest võimaldab biofüüsika läheneda bioloogilistele probleemidele teistsugusest vaatenurgast, mis kasutab ära füüsika elemente, nagu elektromagnetiliste kiirte rakendamine rakkude uurimisel või tuumamagnetresonants, et uurida rakkude kudesid. organismid pole vaja neid kahjustada ega lõhkuda.