История жизни на нашей планете оказалась значительно древнее, чем считалось ранее. Учёные обнаружили химические свидетельства биологических процессов в горных породах, возраст которых превышает 3,3 миллиарда лет. Это открытие принципиально меняет временные рамки существования жизни на Земле, отодвигая её истоки в более глубокое прошлое.
Не менее важным стало другое открытие: молекулярные данные указывают на то, что фотосинтез, в ходе которого выделяется кислород, появился почти на миллиард лет раньше прежних оценок. Это переворачивает представления о темпах эволюции ранней биосферы.
Прорыв стал возможен благодаря работе международной группы исследователей под руководством Института Карнеги (США). Они применили принципиально новый подход, объединивший передовые методы химического анализа с алгоритмами искусственного интеллекта.
«Древние горные породы хранят множество загадок, раскрывающих историю жизни на Земле, но ключевые фрагменты этой мозаики часто оказываются утраченными», — поясняет Кэти Малони, доцент Университета штата Мичиган.
«Синтез химического анализа и машинного обучения позволил нам выявить биологические следы древней жизни, которые ранее были совершенно невидимы для науки», — добавляет учёный.
Машинное обучение в поисках молекулярных призраков
Самые древние породы Земли являются бесценным архивом, способным пролить свет на зарождение жизни. Однако обнаружить в них первоначальные молекулярные следы — задача исключительной сложности.
Обратите внимание: Обнаружена самая большая птица за всю историю существования Земли.
Хрупкие органические остатки, такие как клетки или биомолекулы, за миллиарды лет подвергались колоссальному давлению, высоким температурам и другим геологическим процессам, которые их практически уничтожили.Новое исследование предлагает решение этой проблемы. Учёные предположили, что даже после исчезновения исходных биомолекул в породах могут сохраняться их химические «отголоски» — слабые, но диагностически значимые фрагменты, несущие информацию о древней биосфере.
Чтобы уловить эти тончайшие сигналы, исследователи обучили систему искусственного интеллекта с помощью машинного обучения. Алгоритм научился распознавать характерные молекулярные «паттерны» или «следы», оставленные живыми организмами.
Для обучения и проверки модели был проанализирован обширный набор из более чем 400 образцов, включающий современные растения, окаменелости возрастом в миллиарды лет и даже метеориты.
Высокоточный химический анализ позволил разложить органические и неорганические материалы на молекулярные фрагменты. Искусственный интеллект изучил полученные данные и выявил химические закономерности, уникальные для биологических материалов. Точность модели в различении биологического и небиологического вещества превысила 90%.
Применение этого метода привело к сенсационным результатам: следы жизни были обнаружены в породах старше 3,3 миллиарда лет. Кроме того, в образцах возрастом не менее 2,5 миллиарда лет были выявлены признаки кислородпродуцирующего фотосинтеза. Это открытие продлевает химическую летопись фотосинтеза, зафиксированную в углеродных молекулах, более чем на 800 миллионов лет вглубь истории.
Новые горизонты для поиска внеземной жизни
До этого открытия надёжные молекулярные следы жизни — неоспоримые биосигнатуры — обнаруживались лишь в породах моложе 1,7 миллиарда лет. Новый метод позволяет учёным исследовать химические свидетельства жизни на временном отрезке, который примерно вдвое превышает предыдущий предел.
«Древняя жизнь оставляет после себя не только окаменелости; она оставляет химические отголоски», — отмечает доктор Роберт Хейзен, соавтор исследования из Института Карнеги. «Благодаря машинному обучению мы впервые получили возможность надёжно интерпретировать эти слабые сигналы из глубокого прошлого».
Перспективы для планетарных исследований
Технология химического анализа на основе ИИ имеет потенциал, выходящий далеко за пределы изучения Земли.
«Этот инновационный подход позволяет по-новому прочитать летопись нашего глубокого прошлого. В будущем он может стать ключевым инструментом в поисках жизни на других планетах», — говорит Кэти Малони.
Новый метод может быть адаптирован для анализа образцов грунта с Марса, астероидов или спутников планет. Он позволит определить, существовали ли когда-либо живые организмы в этих мирах, даже если все видимые следы жизни давно стёрты.
Результаты исследования были опубликованы в авторитетном журнале «Proceedings of the National Academy of Sciences» 17 ноября.
17.11.2025 265 FacebookXVKontakteOdnoklassnikiTelegram Подпишитесь на нас:Вконтакте / Telegram / Дзен НовостиБольше интересных статей здесь: Новости науки и техники.
Источник статьи: Хронология существования жизни на Земле только что стала старше.