ИИ помогна да се открият следи от живот във фосили на възраст 3,3 млрд. години

Чрез комбиниране на усъвършенствани химически техники с технология за изкуствен интелект екип от учени откри слаби химически отзвуци от древна биология, запазени в скали, образувани преди повече от 3,3 милиарда години. Обучените компютърни модели са успели да разпознаят фините молекулярни структури, оставени от живите организми, въпреки че оригиналните биомолекули отдавна са се разпаднали. Откритията доказват, че фотосинтезата за образуване на кислород е започнала почти милиард години по-рано, отколкото се смяташе досега.

Пробите за изследването са добре запазени фосили от водорасли на възраст 1 млрд. години, събрани от територията Юкон в северозападна Канада. Тези вкаменелости са сред най-ранните водорасли в геоложкия запис. Те датират от епоха, когато повечето форми на живот все още са били микроскопични, съобщава Scitech Daily.

Първият живот на Земята е оставил след себе си много малко молекулярни следи. Крехките материали – примитивните клетки и цианобактериалните матрици – са били погребвани, компресирани, нагрявани и унищожавани с течение на времето от разместването на земната кора, след което отново са излизали на повърхността. Интензивните геоложки процеси са унищожили повечето от първичните биосигнали и са заличили всички доказателства за това как се е зародил и развил най-ранният живот на планетата.

Новата работа показва, че разпределението на биомолекулярните фрагменти, открити в древните скали, все още запазва диагностичната информация за биосферата, дори ако оригиналните биомолекули не са запазени.

По този начин изследването доказва, че някои следи дълбоко в древните скали все още могат да бъдат открити. Прилагайки метода на химичния анализ за разлагане на органични и неорганични материали на молекулярни фрагменти, изследователите от Института Карнеги (САЩ) обучават система с изкуствен интелект да разпознава химичните „пръстови отпечатъци“, оставени от живота. Те са използвали над 400 проби – от растения и животни до вкаменелости на милиарди години и метеорити – за да обучат AI модел за разпознаване на биологичните и небиологичните материали с над 90% точност. В крайна сметка той успява да открие доказателства за фотосинтеза в скали на възраст поне 2,5 милиарда години.

Досега молекулярни следи, свидетелстващи за съществуването на живот, са откривани само в скали на възраст не повече от 1,7 млрд. години. Новият метод почти удвоява времевата рамка, в която учените могат да търсят химически биосигнатури на живи организми.

„Древният живот оставя не само вкаменелости, но и химически следи“, казва Робърт Хейзън, един от водещите автори на изследването. – Използвайки машинно обучение, за първи път можем надеждно да интерпретираме тези следи.“

Изследването предлага нови познания за най-старата биосфера на Земята и открива перспективата за търсене на живот извън нашата планета. Същите аналитични техники могат да се използват за изследване на проби от Марс или други планети.