„Salt major” pentu știință: Au fost găsite cele mai vechi urme chimice de viață de pe Pământ

Rămășițe fosilizate de carbon antic din inima provinciei Mpumalanga din Africa de Sud au dezvăluit cele mai vechi dovezi chimice de viață de pe Pământ de până acum.

Conform unei noi analize care utilizează învățarea automată, rămășițele fragmentare de carbon din Josefsdal Chert, datând de acum 3,33 miliarde de ani, reprezintă cea mai timpurie și cea mai sigură detectare a chimiei biotice găsite pe Pământ până în prezent.

• De ce mahmureala este mai greu de suportat odată cu vârsta?
• Cât de sănătos este un pahar de vin în fiecare zi?

În plus, munca echipei a identificat cele mai vechi dovezi de fotosinteză de până acum în roci vechi de 2,52 și 2,3 miliarde de ani, din Africa de Sud și, respectiv, Canada – împingând înapoi cronologia documentată a procesului cu peste 800 de milioane de ani.

„Rezultatele noastre arată că viața antică lasă în urmă mai mult decât fosile; lasă ecouri chimice”, spune mineralogul și astrobiologul Robert Hazen de la Carnegie Institution for Science din SUA. „Folosind învățarea automată, putem interpreta acum în mod fiabil aceste ecouri pentru prima dată.”

Timpul, degradarea și geologia nu sunt blânde cu urmele lăsate în urmă de viață – și cu cât trece mai mult timp, cu atât este mai mare oportunitatea de degradare. În plus, oamenii de știință cred că primele forme de viață apărute pe Pământ ar fi fost microbi minusculi, ale căror rămășițe fizice ar fi fost dramatic alterate în miliardele de ani de când s-au mișcat pentru prima dată în umezeala primordială. Asta nu înseamnă că nu au lăsat nicio urmă.

Viața pe Pământ s-a răspândit cu 3,33 miliarde de ani în urmă

Pe baza structurii lor fizice, formațiuni precum stromatolitele sunt interpretate ca fiind rămășițe ale covorașelor microbiene, vaste comunități de microbi atât de numeroase încât au lăsat în urmă straturi în roca antică. Există, de asemenea, silex negru și șist, precum și formațiuni de carbonat, în interiorul cărora urme fragmentare antice de carbon fosilizat au fost reținute de-a lungul eonilor.

Cu toate acestea, este dificil de stabilit cu certitudine dacă aceste rămășițe afumate de carbon puternic alterat au fost produse prin procese biologice sau non-biologice.

Acum, o echipă condusă de Hazen, într-o lucrare avându-i ca primii autori pe astrobiologii Michael Wong și Anirudh Prabhu de la Carnegie Science, a dezvoltat o modalitate de a identifica pozitiv carbonul antic produs de viață.

În primul rând, ei au identificat tipare specifice, subtile, unice biologiei, lăsate în urmă de moleculele biologice, așa cum se vede în eșantioanele mai tinere. Apoi, au antrenat un algoritm de învățare automată pentru a identifica acele tipare sub pragul de discernământ uman.

În cele din urmă, cercetătorii au colectat 406 de eșantioane atât de organisme moderne, cât și de fosile antice care variau de la stromatolite la urme de carbon într-o matrice de silice, și le-au supus unei tehnici care implică încălzirea eșantionului pentru a descompune materialul său organic în fragmente, separarea acelor fragmente și măsurarea semnăturilor lor de masă.

Rămășițe fosilizate de carbon antic

Modelul de învățare automată a examinat apoi datele căutând tipare biotice, returnând o rată de precizie de peste 90 la sută, scrie ScienceAlert.

„Aceste eșantioane și semnăturile spectrale pe care le produc au fost studiate de zeci de ani, dar Inteligența Artificială oferă o nouă lentilă puternică care ne permite să extragem informații critice și să le înțelegem mai bine natura”, explică Prabhu, un expert în învățarea automată.

„Chiar și atunci când degradarea face dificilă observarea semnelor de viață, modelele noastre de învățare automată pot detecta în continuare urmele subtile lăsate în urmă de procesele biologice antice.”

Eșantioanele au variat în vârstă de la prezent până la acum aproximativ 3,8 miliarde de ani, incluzând carbon din Groenlanda de acum 3,7 miliarde de ani și stromatolite vechi de 3,5 miliarde de ani din deșertul australian.

Eșantioanele mai tinere – orice sub aproximativ 500 de milioane de ani – au produs semnături biologice puternice și clare. Dar cu cât eșantioanele erau mai vechi, cu atât semnalele biotice se estompau mai mult pe măsură ce procesele geologice eliminau detaliile chimice.

Cele mai vechi semnături biologice ale Pământului

Cel mai vechi eșantion care a returnat o identificare pozitivă a fost din Josefsdal Chert, datând de acum 3,33 miliarde de ani. Asta nu înseamnă că eșantioanele mai vechi nu sunt biologice.

Eșantioanele ar putea fi atât de degradate încât tiparul nu mai este vizibil, chiar și pentru algoritm. Dar acum, cred oamenii de știință, putem spune cu certitudine că viața pe Pământ a apărut și s-a răspândit cu 3,33 miliarde de ani în urmă, cu posibilitatea ca acest lucru să se fi întâmplat chiar mai devreme.

„Acest studiu reprezintă un salt major în capacitatea noastră de a decoda cele mai vechi semnături biologice ale Pământului”, spune Hazen.

Cercetarea a fost publicată în Proceedings of the National Academy of Sciences.

Vă mai recomandăm să citiți și:

Dovezi ale apei subterane antice arată că viața ar fi existat pe Marte mai mult timp decât se credea

Furtunile solare puternice ar putea declanșa viața pe alte planete

Telescopul Webb tocmai a răsturnat tot ce au crezut cercetătorii despre viața în Univers

O descoperire contrazice ce au crezut cercetătorii despre primele forme de viață de pe Pământ