Sztuczna inteligencja pomogła ujawnić ślady życia sprzed miliardów lat
Zespół naukowców z Carnegie Science, korzystając z najnowszych technologii uczenia maszynowego, zdołał wykryć w skałach Ziemi ślady życia sięgające nawet 3,3 miliarda lat. To odkrycie przesuwa naszą wiedzę o początkach życia o ponad miliard lat wstecz. Opracowana metoda pozwala także potencjalnie badać próbki z innych planet, takich jak Mars.
Najstarsze życie na Ziemi. Nowe odkrycie dzięki sztucznej inteligencji
Naukowcy uważają, że udało im się znaleźć dowód na istnienie jednego z najstarszych żyć na Ziemi. Wykorzystując uczenie maszynowe, oszacowali, że najstarsze znane nam biocząsteczki mają około 2,5 miliarda lat, a najstarsze biosygnatury - 3,3 miliarda lat, czyli ponad miliard więcej, niż ktokolwiek uważał za możliwe.
Zespół, kierowany przez instytut badawczy Carnegie Science, zbadał najstarsze skały świata, aby to osiągnąć. Pomogła im w tym analiza chemiczna o wysokiej rozdzielczości, która rozbiła materiał organiczny i nieorganiczny ze skał na fragmenty molekularne. Wyszkolili również system sztucznej inteligencji do rozpoznawania chemicznych odcisków palców pozostawionych przez dawne życie.
Po analizie 406 różnych próbek roślin, zwierząt, skamieniałości i meteorytów, zarówno starożytnych, jak i współczesnych, model AI nauczył się odróżniać materiał biologiczny od niebiologicznego z dokładnością ponad 90 proc.
Nowatorską metodą można sprawdzić, czy na Marsie istniało życie
Jednym z największych osiągnięć nowoczesnego modelu było odkrycie śladów fotosyntezy w skałach liczących co najmniej 2,5 miliarda lat. Do tej pory ślady takie obserwowano tylko w skałach młodszych niż 1,7 miliarda lat.
Katie Maloney z Michigan State University to jedna z badaczek, która zajmuje się ewolucją wczesnego złożonego życia i jego wpływowi na starożytne ekosystemy. Dostarczyła ona próbki wyjątkowo dobrze zachowanych skamieniałości wodorostów sprzed miliarda lat z Terytorium Jukonu w Kanadzie. Próbki te stanowią jedne z pierwszych wodorostów znanych w zapisie kopalnym, w czasach, gdy większość życia można było obserwować jedynie pod mikroskopem.
Przedstawione podejście można by zastosować również do analizy próbek z Marsa i innych planet w celu ustalenia, czy kiedyś mieszkały tam organizmy żywe.
- Starożytne skały kryją w sobie mnóstwo interesujących zagadek, które opowiadają nam historię życia na Ziemi, ale zawsze brakuje kilku elementów - powiedziała Maloney.
Połączenie analizy chemicznej i uczenia maszynowego pozwoliło na odkrycie biologicznych wskazówek dotyczących starożytnego życia, które wcześniej były niewidoczne
Najwcześniejsze życie na Ziemi pozostawiło po sobie niewiele śladów molekularnych. Nieliczne, kruche pozostałości zostały zmiażdżone, podgrzane i pogrzebane w skorupie ziemskiej, zanim zostały wypchnięte z powrotem na powierzchnię. Te transformacje niemal całkowicie zniszczyły biosygnatury, które zawierały istotne wskazówki dotyczące pochodzenia i wczesnej ewolucji życia. Autorzy uważają, że ich metoda niemal podwaja czas przechowywania kopalnej materii organicznej, która może zachować wykrywalne informacje molekularne. To oferuje nowe podejście do badania dawnej Ziemi.
Badanie opublikowano w czasopiśmie Proceedings of the National Academy of Sciences.
