Традиционно поиск древнейшей жизни на Земле опирался на обнаружение окаменелостей — например, строматолитов возрастом 3,5 миллиарда лет в Австралии. Но такие находки крайне редки.
ИИ находит признаки жизни в древнейших породах
Ученые из Института Карнеги в Вашингтоне разработали метод на основе машинного обучения, который выявляет химические отпечатки живых организмов в древних породах с точностью более 90%. С его помощью они обнаружили признаки микробной жизни в южноафриканских образцах возрастом 3,3 миллиарда лет и следы фотосинтезирующих бактерий в породах возрастом 2,5 миллиарда лет — на 800 миллионов лет раньше, чем показывали прежние молекулярные данные.
Строматолиты — это самые древние формы жизни на нашей планете MaXPdia/Getty Images
Кислородный фотосинтез — процесс, в ходе которого организмы преобразуют солнечный свет в энергию с выделением кислорода — со временем насытил атмосферу Земли кислородом и сделал возможной эволюцию сложных аэробных форм жизни. Ранее было известно из других источников, что Земля стала кислородной около 2,5 миллиарда лет назад или даже немного раньше. Новое исследование впервые предоставило убедительные молекулярные свидетельства того, что морские бактерии действительно осуществляли фотосинтез уже в то время и, возможно, даже раньше.
Новый подход предлагает исследовать не сами ископаемые организмы, а молекулярные следы биомолекул в породах. Все исходные органические соединения — сахара, липиды, жиры — давно распались на крошечные фрагменты, содержащие лишь несколько атомов углерода. Но распределение этих фрагментов оказалось различным для молекул биологического и небиологического происхождения. Работа опубликована в Proceedings of the National Academy of Sciences.
Как ИИ отличает живое от неживого
На этой фотографии, опубликованной 17 ноября 2025 года, на камне, которому 2,52 миллиарда лет, из южноафриканской формации Гамохан обнаружены биомолекулярные фрагменты, которые могут свидетельствовать о фотосинтетической активности.
Исследователи собирают богатые углеродом молекулы, анализируют их и получают данные о тысячах мельчайших молекулярных фрагментов. Человеческий глаз видит лишь сотни или тысячи разных молекул, но алгоритм машинного обучения распознает тонкие закономерности, отличающие молекулы живого происхождения от неживого.
«Замечательно то, что мы можем уловить шепот древней жизни сильно "зашумленный" временем», — говорит соавтор работы Роберт Хейзен. Метод позволяет различать не только живое и неживое, но и разные типы организмов, например фотосинтезирующие.
Аннотированная версия изображения «Водопада Чеява» показывает отметины, так называемые «леопардовы пятна», которые особенно заинтересовали ученых, а также оливин в скале. Существует обоснованное предположение, что эти пятна имеют биологическое предположение. Изображение было сделано прибором WATSON на марсоходе Perseverance.
Открытие имеет значение для астробиологии. Марсоходы NASA собрали образцы пород на Марсе, и новая технология может помочь установить, существовала ли там когда-либо жизнь. Исследователи получили грант NASA на развитие метода и планируют применить его к марсианским образцам, а также к органическим выбросам спутника Сатурна Энцелада или поверхности спутников Титана и Европы.