Ученые нашли самые древние следы жизни на Земле

Ученые обнаружили в окаменелых остатках из южноафриканской провинции Мпумаланга самые древние на сегодняшний день химические следы жизни на Земле, сообщает Science Alert. 

Исследователи провели анализ с помощью искусственного интеллекта. Он показал, что фрагментарные следы углерода из Йозефсдальского кремня, возраст которого составляет 3,33 миллиарда лет, являются самыми ранними и наиболее достоверными свидетельствами биотической химии, обнаруженными на Земле на сегодняшний день.

ВАС ЗАИНТЕРЕСУЕТ

Океан спутника Сатурна может поддерживать жизнь: ученые обнаружили стабильный источник тепла

Кроме того, ученые зафиксировали самые ранние следы фотосинтеза в камнях возрастом 2,52 и 2,3 миллиарда лет. Они были найдены в Южной Африке и Канаде соответственно. Таким образом, время появления фотосинтеза отодвинулось на 800 миллионов лет.

«Наши результаты показывают, что древняя жизнь оставляет после себя не только окаменелости; она оставляет химические «отголоски. Используя машинное обучение, мы впервые можем надежно интерпретировать эти отголоски», — заявил минералог и астробиолог Роберт Хейзен из Института Карнеги в США. 

Следы, которые оставляет жизнь, быстро исчезают под влиянием распада и геологических процессов. Чем больше времени проходит, тем сложнее их обнаружить.  Более того, считается, что первыми живыми существами на Земле были крошечные микробы, останки которых претерпели существенные изменения за миллиарды лет.

Теперь ученые разработали точный способ, который позволяет идентифицировать углерод, произведенный жизнью. Сначала они выявили специфические, едва заметные закономерности, уникальные для биологии, оставленные молекулами, которые наблюдаются в более молодых образцах. Затем они обучили алгоритм машинного обучения распознавать эти закономерности, находящиеся за пределами человеческого восприятия.

«Представьте себе, что вы показываете компьютеру тысячи деталей пазла и спрашиваете, был ли изначально цветок или метеорит. Вместо того, чтобы сосредотачиваться на отдельных молекулах, мы искали химические закономерности, которые могли бы существовать где-то ещё во Вселенной», - рассказал Хейзен.

В конечном итоге ученые собрали 406 образцов, как современных организмов, так и ископаемых.  Их изучили с помощью пиролиз-газовой хроматографией-масс-спектрометрией (Py-GC-MS). Метод Py-GC-MS включает нагревание образца для разложения его органического материала на фрагменты, разделение этих фрагментов и измерение их массовых сигнатур.

После этого модель машинного обучения проанализировала образцы в поисках биотических закономерностей. Образцы были как современными, так и возрастом до 3,8 миллиарда лет. Образцы возрастом менее 500 миллионов лет давали четкие биологические сигнатуры. Но чем старше становились образцы, тем более геологические процессы затирали следы жизни.

Самый древний образец, давший положительный результат идентификации, был взят из Йозефсдальского кремня возрастом 3,33 миллиарда лет. Это не означает, что более старые образцы были небиологическими. Вероятно, что они настолько деградировали, что биологическая составляющая была неразличима даже для алгоритма.

Вместе с тем, теперь есть убедительные доказательства того, что жизнь на Земле появилась 3,3 миллиарда лет назад, а может и раньше.

Ранее ученые заявили о том, что аминокислоты, необходимые для возникновения жизни, могли быть занесены на Землю из космоса.