Учені виявили в скам’янілих залишках з південноафриканської провінції Мпумаланга найдавніші на сьогоднішній день хімічні сліди життя на Землі, повідомляє Science Alert .
Дослідники провели аналіз за допомогою штучного інтелекту. Він показав, що фрагментарні сліди вуглецю з Йозефсдальського кременю, вік якого становить 3,33 мільярда років, є найраннішми і найдостовірнішими свідоцтвами біотичної хімії, виявленими на Землі на сьогоднішній день.
Крім того, вчені зафіксували найбільш ранні сліди фотосинтезу в каменях віком 2,52 і 2,3 мільярда років. Вони були знайдені в Південній Африці та Канаді відповідно. Таким чином, час появи фотосинтезу відсунувся на 800 мільйонів років.
“Наші результати показують, що стародавнє життя залишає після себе не тільки скам’янілості; воно залишає хімічні “відгомони”. Використовуючи машинне навчання, ми вперше можемо надійно інтерпретувати ці відгомони”, — заявив мінералог і астробіолог Роберт Хейзен з Інституту Карнегі в США.
Сліди, які залишає життя, швидко зникають під впливом розпаду і геологічних процесів. Що більше часу минає, то складніше їх виявити. Ба більше, вважається, що першими живими істотами на Землі були крихітні мікроби, останки яких зазнали суттєвих змін за мільярди років.
Тепер учені розробили точний спосіб, який дає змогу ідентифікувати вуглець, вироблений життям. Спочатку вони виявили специфічні, ледь помітні закономірності, унікальні для біології, залишені молекулами, які спостерігаються в більш молодих зразках. Потім вони навчили алгоритм машинного навчання розпізнавати ці закономірності, що знаходяться за межами людського сприйняття.
“Уявіть собі, що ви показуєте комп’ютеру тисячі деталей пазла і запитуєте, чи була спочатку квітка або метеорит. Замість того, щоб зосереджуватися на окремих молекулах, ми шукали хімічні закономірності, які могли б існувати десь ще у Всесвіті”, – розповів Хейзен.
Зрештою вчені зібрали 406 зразків, як сучасних організмів, так і викопних. Їх вивчили за допомогою піроліз-газової хроматографії-мас-спектрометрії (Py-GC-MS). Метод Py-GC-MS включає нагрівання зразка для розкладання його органічного матеріалу на фрагменти, поділ цих фрагментів і вимірювання їхніх масових сигнатур.
Після цього модель машинного навчання проаналізувала зразки в пошуках біотичних закономірностей. Зразки були як сучасними, так і віком до 3,8 мільярда років. Зразки віком менше 500 мільйонів років давали чіткі біологічні сигнатури. Але чим старшими ставали зразки, тим більше геологічні процеси затирали сліди життя.
Найдавніший зразок, що дав позитивний результат ідентифікації, був узятий з Йозефсдальського кременю віком 3,33 мільярда років. Це не означає, що старіші зразки були небіологічними. Ймовірно, що вони настільки деградували, що біологічна складова була невиразною навіть для алгоритму.
Разом з тим, тепер є переконливі докази того, що життя на Землі з’явилося 3,3 мільярда років тому, а може й раніше.