Життя на Землі виникло набагато раніше, ніж вважали досі: ШІ знайшов “хімічні відлуння”

Вчені навчили штучний інтелект виявляти хімічні «відбитки» найдавнішого життя у геологічних зразках, що не тільки подвоює вік існування життя на Землі, а й відкриває нові перспективи у пошуку позаземного життя.

Штучний інтелект знайшов хімічні сліди давнього життя у породах віком понад 3,3 мільярда років. Ця знахідка є епохальною, оскільки вона майже удвічі старіша за попередні надійно виявлені хімічні сліди давніх живих організмів (близько 1,7 мільярда років). Пошук ознак живого за допомогою штучного інтелекту дозволить не лише краще зрозуміти походження життя на Землі, але й виявляти його сліди на інших планетах.

Про це пише наукове видання Carnegie Science.

Розшифровка «хімічних відлунь» життя

Мультидисциплінарна команда вчених, очолювана Інститутом науки Карнегі, розробила нову методику, що поєднує високотехнологічний хімічний аналіз та машинне навчання. Вчені навчили модель штучного інтелекту розпізнавати тонкі хімічні «відбитки», залишені життям. Ці сигнали зберігаються навіть після мільярдів років геологічних змін, які знищують оригінальні органічні молекули та скам’янілості.

Цей метод став проривом, оскільки раніше надійні молекулярні сліди життя були знайдені лише у породах віком до 1,7 мільярда років. Завдяки ШІ, вчені змогли виявити унікальні хімічні патерни, що свідчать про біологічне походження, у породах, вік яких сягає 3,33 мільярда років. Найдавніші зразки були взяті з кременистого сланцю Йозефсдаль у Південній Африці.

Точність моделі та новий закон природи

Модель штучного інтелекту, навчена на базі понад 400 зразків (включаючи сучасні рослини, тварин, скам’янілості та метеорити), здатна розрізняти матеріали біологічного та неживого походження (абіотичні, як-от метеорити або синтетична хімія) з точністю до 98% на відомих зразках.

В основі роботи лежить гіпотеза, що молекули життя, на відміну від випадкового розподілу в неживій матерії, обираються відповідно до їхніх біологічних функцій, що відповідає новому закону природи, запропонованому авторами у 2023 році. Навіть коли оригінальні молекули розпадаються на дрібні фрагменти, їхнє унікальне «розподілення» все ще зберігає інформацію.

«Наші результати показують, що давнє життя залишає по собі більше, ніж скам’янілості; воно залишає хімічні ‘відлуння’. Використовуючи машинне навчання, ми тепер можемо надійно інтерпретувати ці відлуння вперше,» — заявив мінералог та астробіолог Роберт Хейзен.

Докази раннього кисневого фотосинтезу

Окрім виявлення найдавніших слідів життя, дослідження також надало молекулярні докази того, що кисневий фотосинтез — процес, який використовується рослинами та водоростями для перетворення сонячного світла — діяв щонайменше 2,52 мільярда років тому. Ця знахідка подовжує хімічний запис фотосинтезу на понад 800 мільйонів років.

Цей метод, що дозволяє «розпізнати молекулярні „привиди“, залишені раннім життям, які досі шепочуть свої секрети», є потужним новим інструментом для астробіології і може бути використаний для аналізу зразків порід, доставлених з Марса або крижаних супутників, у пошуках позаземного життя.