Nieuw onderzoek heeft de tijdlijn voor het ontstaan van leven op aarde verschoven, waarbij zwakke chemische bewijzen van biologische activiteit in gesteenten van 3,3 miljard jaar oud aan het licht komen. Deze ontdekking, mogelijk gemaakt door geavanceerde chemie te combineren met kunstmatige intelligentie, suggereert ook dat zuurstofproducerende fotosynthese bijna een miljard jaar eerder ontstond dan eerder werd gedacht.
De geschiedenis van het vroege leven herschrijven
Tientallen jaren lang hebben wetenschappers gezocht naar definitief bewijs van leven in de oudste rotsen van de aarde. De uitdaging ligt in de afbraak van organische moleculen gedurende miljarden jaren. De meeste sporen van het vroege leven zijn verpletterd, verhit en gebroken door geologische processen, waardoor slechts gefragmenteerde overblijfselen zijn achtergebleven. Deze nieuwe studie toont aan dat zelfs dit zwakke ‘chemische gefluister’ diagnostische informatie over het oude leven bevat.
De rol van AI bij het ontsluiten van eeuwenoude geheimen
Het internationale onderzoeksteam, geleid door het Carnegie Institution for Science, heeft een AI-systeem getraind om subtiele moleculaire vingerafdrukken te herkennen die door levende organismen zijn achtergelaten. Door meer dan 400 monsters te analyseren – van moderne planten en dieren tot miljarden jaar oude fossielen en meteorieten – maakte de AI onderscheid tussen biologische en niet-biologische materialen met een nauwkeurigheid van meer dan 90%. Deze doorbraak verdubbelt ruwweg de tijd die wetenschappers kunnen bestuderen met behulp van chemische biosignaturen, waardoor de detectielimiet voor tekenen van fotosynthese wordt teruggedrongen tot 2,5 miljard jaar geleden.
De betekenis van chemische echo’s
‘Het oude leven laat meer na dan fossielen; het laat chemische echo’s achter’, legt dr. Robert Hazen uit, een co-hoofdauteur uit Carnegie. “Met behulp van machine learning kunnen we deze echo’s nu voor het eerst betrouwbaar interpreteren.” De methode is gebaseerd op chemische analyses met hoge resolutie om organische en anorganische materialen in moleculaire fragmenten af te breken en vervolgens patronen te identificeren die indicatief zijn voor biologische activiteit.
Implicaties voor de zoektocht naar buitenaards leven
Deze aanpak heeft diepgaande gevolgen voor de zoektocht naar leven buiten de aarde. Dezelfde technieken zouden kunnen worden toegepast om monsters van Mars of andere planetaire lichamen te analyseren, waardoor de kans groter wordt dat er bewijsmateriaal van vroeger of huidig leven wordt ontdekt. Het vermogen om zwakke chemische kenmerken te detecteren, zelfs in sterk gedegradeerde monsters, vergroot de mogelijkheden om elders in het universum leven te vinden dramatisch.
Het venster voor levensdetectie uitbreiden
Tot nu toe waren betrouwbare moleculaire sporen van leven alleen gevonden in gesteenten jonger dan 1,7 miljard jaar oud. Deze nieuwe methode breidt dat venster aanzienlijk uit en opent enorme nieuwe gebieden voor wetenschappelijk onderzoek. De ontdekking onderstreept de kracht van interdisciplinaire samenwerking, waarbij geavanceerde chemie wordt gecombineerd met de analytische mogelijkheden van kunstmatige intelligentie.
Het vermogen om de zwakke chemische kenmerken van het oude leven te reconstrueren is een belangrijke stap voorwaarts in het begrijpen van de oorsprong en vroege evolutie van het leven op aarde en daarbuiten.
