Ученые обнаружили убедительные доказательства древней микробной жизни, датируемой 3,51 миллиарда лет назад, используя передовые методы машинного обучения для анализа химических сигнатур, сохранившихся в одних из старейших пород Земли. Этот прорыв преодолевает ключевую проблему в палеонтологии: крайнее разрушение органического материала в геологических масштабах времени.
Проблема древних биосигнатур
На протяжении десятилетий исследователи стремились понять самые ранние формы жизни на Земле, полагаясь в основном на окаменелости — микроскопические клетки, нити и минерализованные структуры, такие как строматолиты. Но эти записи редки и неполны. Земная кора дробит, нагревает и раскалывает древние породы, уничтожая большинство следов ранней жизни.
Однако даже при отсутствии окаменелостей, жизнь оставляет после себя химические отголоски в виде фрагментированных биомолекул. Эти следы часто слишком малы и слишком общие, чтобы их можно было идентифицировать — до сих пор.
Машинное обучение приходит на помощь
Исследовательская группа, возглавляемая учеными из Института Карнеги и Университета штата Мичиган, использовала новый подход: химический анализ высокого разрешения в сочетании с контролируемым машинным обучением. Они обучили ИИ-систему распознавать химические «отпечатки пальцев», оставленные жизнью в 406 различных образцах, включая древние породы, современный биологический материал, метеориты и синтетические соединения.
Модель ИИ различала биологические и небиологические материалы с точностью более 90%, выявив четкие доказательства фотосинтетической жизни в породах из Южной Африки и Канады, датируемых 2,52 миллиарда лет назад. Что важно, она также идентифицировала биогенные молекулярные ансамбли в еще более древних породах из Индии, Южной Африки и Австралии — датируемых 3,51 миллиарда лет назад.
Что это значит
Эти выводы подтверждают, что жизнь существовала гораздо раньше в истории Земли, чем считалось ранее. Появление фотосинтеза, процесса, который преобразует солнечный свет в энергию, особенно значительно. Он объясняет, как атмосфера Земли постепенно стала богатой кислородом, прокладывая путь для эволюции сложной жизни.
«Древняя жизнь оставляет больше, чем окаменелости; она оставляет химические отголоски», — сказал доктор Роберт Хазен, старший автор исследования. «С помощью машинного обучения мы теперь можем надежно интерпретировать эти отголоски впервые».
Этот новый метод предлагает мощный инструмент для астробиологии, направляя поиск жизни на других планетах, позволяя ученым обнаруживать слабые следы биологической активности в чужих средах. Команда планирует протестировать метод на образцах аноксигенных фотосинтезирующих бактерий, которые могут напоминать внеземные формы жизни.
Способность интерпретировать деградированные химические данные открывает захватывающие новые возможности для понимания ранней биосферы Земли и потенциала жизни за пределами нашей планеты.
