Nowe badanie przesunęło harmonogram pojawienia się życia na Ziemi, ujawniając słabe chemiczne dowody aktywności biologicznej w skałach sprzed 3,3 miliarda lat. Odkrycie, możliwe dzięki połączeniu zaawansowanej chemii i sztucznej inteligencji, sugeruje również, że fotosynteza wytwarzająca tlen rozpoczęła się prawie miliard lat wcześniej, niż wcześniej sądzono.
Przepisywanie historii z początków życia
Przez dziesięciolecia naukowcy poszukiwali niepodważalnych dowodów na życie w najstarszych skałach Ziemi. Trudność polega na degradacji cząsteczek organicznych na przestrzeni miliardów lat. Większość śladów wczesnego życia została zmiażdżona, podgrzana i spękana w wyniku procesów geologicznych, pozostawiając po sobie jedynie fragmentaryczne pozostałości. To nowe badanie pokazuje, że nawet te słabe „chemiczne szepty” zawierają informacje diagnostyczne na temat starożytnego życia.
Rola sztucznej inteligencji w odkrywaniu starożytnych tajemnic
Międzynarodowy zespół badawczy kierowany przez Carnegie Institution wytrenował system sztucznej inteligencji w zakresie rozpoznawania subtelnych molekularnych odcisków palców pozostawianych przez żywe organizmy. Po przeanalizowaniu ponad 400 próbek – od współczesnych roślin i zwierząt po miliardoletnie skamieniałości i meteoryty – sztuczna inteligencja rozróżniła materiały biologiczne i niebiologiczne z dokładnością przekraczającą 90%. Przełom mniej więcej podwaja okres, w którym naukowcy mogą prowadzić badania z wykorzystaniem chemicznych podpisów biologicznych, cofając granicę wykrywalności oznak fotosyntezy do 2,5 miliarda lat temu.
Znaczenie echa chemicznego
„Starożytne życie pozostawia nie tylko skamieniałości, ale także echa chemiczne” – wyjaśnia dr Robert Hazen, jeden z głównych autorów z Carnegie Institution. „Dzięki uczeniu maszynowemu możemy teraz po raz pierwszy wiarygodnie zinterpretować te echa”. Metoda opiera się na bardzo precyzyjnej analizie chemicznej w celu rozbicia materiałów organicznych i nieorganicznych na fragmenty molekularne, a następnie identyfikacji wzorców wskazujących na aktywność biologiczną.
Implikacje dla poszukiwań życia pozaziemskiego
Takie podejście ma głębokie implikacje dla poszukiwań życia poza Ziemią. Te same techniki można zastosować do analizy próbek z Marsa lub innych planet, zwiększając szanse na znalezienie śladów przeszłego lub obecnego życia. Zdolność do wykrywania słabych sygnatur chemicznych, nawet w silnie zdegradowanych próbkach, znacznie rozszerza możliwości poszukiwania życia we wszechświecie.
Rozszerzanie okna czasowego wykrywania życia
Do tej pory wiarygodne molekularne ślady życia odkryto jedynie w skałach młodszych niż 1,7 miliarda lat. Ta nowa metoda znacznie poszerza to okno, otwierając nowe, ogromne obszary badań naukowych. Odkrycie to podkreśla siłę interdyscyplinarnej współpracy, która łączy najnowocześniejszą chemię z możliwościami analitycznymi sztucznej inteligencji.
Możliwość rekonstrukcji słabych śladów chemicznych starożytnego życia stanowi znaczący postęp w zrozumieniu pochodzenia i wczesnej ewolucji życia na Ziemi i poza nią.
