Ученые из Института Карнеги совершили прорыв в изучении древнейшей жизни на Земле, применив искусственный интеллект для анализа горных пород возрастом до 3,5 миллиарда лет. Исследование показало, что фотосинтез с образованием кислорода начался более чем на 800 миллионов лет раньше, чем предполагалось ранее.
Методология исследования основана на анализе химических «отголосков» древней жизни. Даже когда биомолекулы полностью разрушаются под воздействием температуры и давления, структура их фрагментов сохраняет информацию о биологическом происхождении. Ученые проанализировали 406 образцов, включая древние осадочные породы, ископаемые остатки и метеориты, с помощью пиролитической газовой хроматографии и масс-спектрометрии.
Модель машинного обучения «случайный лес» продемонстрировала впечатляющую точность: 98% в различении живой и неживой органики, 93% в идентификации признаков фотосинтеза и 95% в разделении растительной и животной жизни. Особенностью подхода стало использование вероятностных оценок — образцы с вероятностью биологического происхождения выше 60% считались содержащими следы жизни.
Ключевые открытия включают обнаружение органических молекул фотосинтетического происхождения в породах Южной Африки возрастом 2,52 миллиарда лет, что на 800 миллионов лет старше предыдущих датировок. Также были идентифицированы биологические сигналы в породах из Индии возрастом 3,51 миллиарда лет и нефотосинтетические органические молекулы в южноафриканских породах возрастом 3,5 миллиарда лет.
Это исследование представляет собой значительный шаг вперед в нашей способности расшифровывать древнейшие биологические следы Земли.
— отмечает Роберт Хейзен из Carnegie Science. Метод позволяет обнаруживать биосигнатуры даже в палеоархейских породах, где не сохранилось ни одной неповрежденной биомолекулы.
Исследование, опубликованное в Proceedings of the National Academy of Sciences, открывает новые возможности для изучения древнейшей истории жизни на Земле и поиска следов жизни на других планетах.
