Neue Forschungen haben die Zeitachse für die Entstehung des Lebens auf der Erde verschoben und schwache chemische Beweise für biologische Aktivität in Gesteinen aus der Zeit vor 3,3 Milliarden Jahren ans Licht gebracht. Diese Entdeckung, die durch die Kombination fortschrittlicher Chemie mit künstlicher Intelligenz ermöglicht wurde, legt auch nahe, dass die sauerstoffproduzierende Photosynthese fast eine Milliarde Jahre früher begann als bisher angenommen.
Die Geschichte des frühen Lebens neu schreiben
Seit Jahrzehnten suchen Wissenschaftler nach endgültigen Beweisen für Leben in den ältesten Gesteinen der Erde. Die Herausforderung liegt im Abbau organischer Moleküle über Milliarden von Jahren. Die meisten Spuren frühen Lebens wurden durch geologische Prozesse zerkleinert, erhitzt und gebrochen, so dass nur fragmentierte Überreste zurückblieben. Diese neue Studie zeigt, dass selbst dieses schwache „chemische Flüstern“ diagnostische Informationen über das Leben in der Antike enthält.
Die Rolle der KI bei der Enthüllung alter Geheimnisse
Das internationale Forschungsteam unter der Leitung der Carnegie Institution for Science trainierte ein KI-System, um subtile molekulare Fingerabdrücke zu erkennen, die von lebenden Organismen hinterlassen werden. Durch die Analyse von über 400 Proben – von modernen Pflanzen und Tieren bis hin zu Milliarden Jahre alten Fossilien und Meteoriten – unterschied die KI biologische von nichtbiologischen Materialien mit einer Genauigkeit von über 90 %. Dieser Durchbruch verdoppelt in etwa das Zeitfenster, in dem Wissenschaftler chemische Biosignaturen untersuchen können, und verschiebt die Nachweisgrenze für Anzeichen von Photosynthese auf die Zeit vor 2,5 Milliarden Jahren.
Die Bedeutung chemischer Echos
„Altes Leben hinterlässt mehr als nur Fossilien; es hinterlässt chemische Echos“, erklärt Dr. Robert Hazen, einer der Hauptautoren von Carnegie. „Durch maschinelles Lernen können wir diese Echos nun erstmals zuverlässig interpretieren.“ Die Methode basiert auf einer hochauflösenden chemischen Analyse, um organische und anorganische Materialien in molekulare Fragmente zu zerlegen und dann Muster zu identifizieren, die auf biologische Aktivität hinweisen.
Implikationen für die Suche nach außerirdischem Leben
Dieser Ansatz hat tiefgreifende Auswirkungen auf die Suche nach Leben außerhalb der Erde. Die gleichen Techniken könnten zur Analyse von Proben vom Mars oder anderen Planetenkörpern angewendet werden, wodurch die Chancen erhöht würden, Hinweise auf vergangenes oder gegenwärtiges Leben zu finden. Die Fähigkeit, schwache chemische Signaturen selbst in stark degradierten Proben zu erkennen, erweitert die Möglichkeiten, Leben anderswo im Universum zu finden, erheblich.
Das Fenster für die Erkennung von Leben erweitern
Bisher wurden verlässliche molekulare Spuren von Leben nur in Gesteinen gefunden, die jünger als 1,7 Milliarden Jahre sind. Diese neue Methode erweitert dieses Zeitfenster erheblich und eröffnet riesige neue Gebiete für die wissenschaftliche Erforschung. Die Entdeckung unterstreicht die Kraft der interdisziplinären Zusammenarbeit, die modernste Chemie mit den analytischen Fähigkeiten künstlicher Intelligenz kombiniert.
Die Fähigkeit, die schwachen chemischen Signaturen des antiken Lebens zu rekonstruieren, ist ein bedeutender Fortschritt beim Verständnis der Ursprünge und der frühen Entwicklung des Lebens auf der Erde und darüber hinaus
