Вчені за допомогою ШІ розгадали таємницю найдавнішого життя на Землі

Вчені зробили проривне відкриття, виявивши найдавніші хімічні сліди життя на Землі у породах віком понад 3,3 млрд років, що відсуває раніше відомі докази на 1,6 млрд років у минуле. Дослідники Інституту Карнегі використали штучний інтелект для розшифрування цих «молекулярних примар», які збереглися навіть після мільярдів років геологічних змін.

Про це повідомляє Daily Mail.

Вчені знайшли найдавніші хімічні сліди життя на Землі — відкриття, здатне суттєво змінити наше бачення того, як зароджувалися й розвивалися перші молекули.

У межах інноваційного дослідження фахівці виявили своєрідні «шепоти» життя, що збереглися всередині гірських порід віком понад 3,3 млрд років. Ці хімічні «відбитки» відсувають межу найперших доказів існування життя ще на 1,6 млрд років у минуле і відкривають нові можливості для розуміння найдавніших організмів. Дослідники наголошують, що такі результати можуть стати поштовхом у пошуках життя в інших світах.

Команда під керівництвом науковців Інституту науки Карнегі навчила комп’ютерні алгоритми розпізнавати ледь помітні молекулярні сигнатури, які залишили давно загиблі мікроорганізми. Виявилося, що навіть через мільярди років геологічних змін ці сигнали не зникають повністю.

«Це дослідження є величезним кроком уперед у нашій здатності розшифровувати найдавніші біологічні сліди Землі. Поєднавши потужний хімічний аналіз із машинним навчанням, ми отримали спосіб читати молекулярні „примари“, залишені раннім життям, які навіть через мільярди років продовжують „шепотіти“ свої таємниці. Найстаріші земні породи мають історії, і ми лише починаємо їх чути», — розповів доктор Роберт Хейзен, один з авторів роботи.

У межах дослідження науковці проаналізували більш ніж 400 зразків — від рослин і тварин до давніх осадів, викопних решток і навіть метеоритів — щоб з’ясувати, чи зберігаються характерні ознаки життя після повного розпаду первинних біомолекул.

Для цього використовували метод піроліз-газової хромато-мас-спектрометрії, який дозволяє видобувати приховані хімічні фрагменти.

Застосувавши ШІ, дослідники змогли з точністю понад 90% визначати, чи належать хімічні сліди живим організмам.

Одним із найдавніших «позитивних» зразків став матеріал із осадової породи Південної Африки віком 3,3 млрд років. До цього подібні свідчення не виявляли в породах старших за 1,7 млрд років.

Метод також ідентифікував сліди фотосинтезу — процесу, що забезпечує вироблення кисню — у породах віком 2,52 млрд років. Це на 800 млн років раніше, ніж вважалося раніше.

«Розуміння того, коли виник фотосинтез, допомагає пояснити, як атмосфера Землі стала багатою на кисень — ключова передумова появи складного життя, включно з людьми. Це надихає: сучасні технології проливають світло на найдавніші історії нашої планети та можуть змінити підхід до пошуку давнього життя як на Землі, так і в інших світах», — зазначив автор дослідження доктор Майкл Вонг.

Науковці додають: якщо штучний інтелект здатен розпізнавати біологічні сигнатури, які збереглися протягом мільярдів років на Землі, то такі ж методи можуть бути ефективними і для аналізу порід Марса чи зразків з Європи — крижаного супутника Юпітера.

Це означає, що навіть без наявності викопних решток тепер є ще один достовірний спосіб визначити, чи існувало колись життя.

«Найцікавіше те, що цей підхід не вимагає знаходження впізнаваних скам’янілостей або цілих біомолекул. ШІ не просто пришвидшив аналіз даних — він допоміг розібратися у складних, деградованих хімічних сигналах. Це відкриває шлях для дослідження давніх і позаземних середовищ під новим кутом, орієнтуючись на закономірності, про які ми навіть не підозрювали», — сказав співавтор дослідження доктор Анірудх Прабгу.

За даними дослідників, результати фактично подвоюють часовий проміжок, у межах якого можна вивчати хімічні біосигнатури.

«Наші результати показують, що давнє життя залишає не лише скам’янілості — воно залишає хімічні „відлуння“. Завдяки машинному навчанню ми тепер можемо надійно інтерпретувати ці відлуння вперше», — додав доктор Хейзен.