Ученые обнаружили в скалах возрастом более 3,3 млрд лет химические доказательства существования жизни, что указывает на более древнюю дату ее начала на Земле.
Новое исследование также предоставило молекулярные доказательства, которые отодвигают начало фотосинтеза, генерирующего кислород, почти на миллиард лет.
Международная команда под руководством Карнегиевского института науки в США применила новый подход, объединив передовой химический анализ со искусственным интеллектом.
"Древние породы полны интересных загадок, которые рассказывают нам историю жизни на Земле, но всегда не хватает нескольких кусочков. Сочетание химического анализа и машинного обучения позволило обнаружить биологические подсказки о древней жизни, которые ранее были невидимы", — отметила Кэти Маллони, доцент кафедры наук о Земле и окружающей среде Мичиганского государственного университета.
Поиск молекулярных следов
Самые древние породы Земли могут дать подсказки о первых формах жизни. Однако найти оригинальные молекулярные следы в этих древних породах сложно, поскольку хрупкие остатки или биосигнатуры были раздавлены, нагреты и уничтожены миллиардами лет геологических процессов.
Новое исследование решает эту проблему. Оно предполагает, что даже когда оригинальные биомолекулы исчезли, остатки фрагментов все еще могут сохранять диагностическую информацию о ранней биосфере.
Чтобы обнаружить эти едва заметные остатки, исследователи обучили систему искусственного интеллекта с помощью машинного обучения распознавать едва уловимые молекулярные "отпечатки пальцев", оставленные древними живыми организмами. Ученые проанализировали более 400 образцов, включая современные растения, миллиардные окаменелости и метеориты.
Химический анализ разложил органические и неорганические материалы на молекулярные фрагменты. Благодаря этому искусственный интеллект изучил химические закономерности, указывающие на наличие жизни. Модель успешно различала биологические и небиологические материалы с точностью более 90%.
Новый метод позволил обнаружить следы жизни в скалах возрастом более 3,3 млрд лет, а также признаки фотосинтеза, производящего кислород, в скалах возрастом не менее 2,5 млрд лет.
"Древняя жизнь оставляет не только окаменелости, но и химические эхо. С помощью машинного обучения мы теперь впервые можем надежно интерпретировать эти эхо", — подчеркнул доктор Роберт Хейзен, старший научный сотрудник Карнеги и соавтор статьи.
Химический анализ на основе искусственного интеллекта не ограничивается только Землей.
"Эта инновационная техника помогает нам по-новому читать ископаемые записи глубокого времени. Это может помочь в поисках жизни на других планетах", — добавила Маллони.