Нове дослідження виявило найдавніші достовірні хімічні сліди життя на Землі, знайдені в скелях у Південній Африці віком 3,3 мільярда років. Це відкриття, опубліковане в новому дослідженні, відсуває підтверджену хронологію походження життя, підтверджуючи, що біологічні процеси відбувалися на нашій планеті набагато раніше, ніж вважалося раніше.
Складність стародавніх біосигнатур
Виявити життя, яке існувало мільярди років тому, надзвичайно важко. Протягом величезних геологічних часових масштабів органічний матеріал розкладається, що робить майже неможливим відрізнити біологічні ознаки від небіологічних процесів. Ранній період життя складався з мікроскопічних організмів, фізичні останки яких зазнавали значних змін протягом мільярдів років. Хоча такі утворення, як строматоліти, інтерпретувалися як залишки мікробних матів, підтвердження біологічного походження завжди було складним завданням.
Прорив машинного навчання
Команда під керівництвом Роберта Хазена з Інституту Карнегі подолала цю проблему за допомогою машинного навчання для аналізу стародавніх вуглецевих слідів. Дослідники навчили алгоритм для розпізнавання тонких, але чітких хімічних моделей, унікальних для біологічних молекул. Такий підхід дозволив їм виявити «відлуння» життя навіть у сильно деградованих зразках, де традиційні методи не працюють.
Як працюють дослідження
Команда проаналізувала 406 зразків, від сучасних організмів до стародавніх скам’янілостей, використовуючи піролізну газову хромато-мас-спектрометрію (Py-GC-MS). Цей метод розбиває органічний матеріал на фрагменти, відокремлює їх і вимірює їх масові ознаки. Потім модель машинного навчання шукала біологічні моделі, досягнувши понад 90% точності.
Ключові висновки
Найдавніший зразок, однозначно ідентифікований як біологічний, датується 3,33 мільярда років тому і був знайдений у хребті Джозефсдал у Південній Африці. Це підтверджує, що життя виникло і поширилося до цього моменту в історії Землі. Дослідники також знайшли найдавніші докази фотосинтезу в каменях віком 2,52 і 2,3 мільярда років з Південної Африки та Канади відповідно.
Наслідки для астробіології
Це дослідження має важливе значення для пошуку життя за межами Землі. Демонструючи здатність виявляти слабкі біосигнатури в стародавніх породах, він надає новий інструмент для виявлення життя на інших планетах. Дослідження свідчить про те, що навіть сильно пошкоджені біологічні сліди можна ідентифікувати за допомогою передових аналітичних методів.
Майбутнє виявлення біосигнатур
Як пояснює Роберт Хасен: «Найстаріші камені Землі зберігають історії, і ми тільки починаємо їх чути». Це дослідження є значним прогресом у нашій здатності розшифрувати найдавніші біологічні ознаки Землі. Поєднуючи потужний хімічний аналіз із машинним навчанням, вчені тепер можуть читати молекулярні «привиди», залишені раннім життям, які все ще шепочуть свої таємниці через мільярди років.
Дослідження підкреслює потенціал для виявлення життя навіть у найскладніших середовищах як на Землі, так і за її межами. Отримані дані свідчать про те, що життя може бути більш стійким і поширеним, ніж вважалося раніше, що дає нову надію на триваючий пошук позаземного життя.
