Naučnici su razvili metodu zasnovanu na mašinskom učenju koja prepoznaje hemijske otiske života u drevnim stenama i otkrila dokaze mikrobnih zajednica stare oko 3,3 milijarde godina iz Južne Afrike. Metoda razlikuje biološko od nebiološkog porekla molekula sa tačnošću >90% i daje prve uverljive organsko-molekularne dokaze fotosinteze sa proizvodnjom kiseonika u steni stare ~2,5 milijardi godina. Tehnika će se razvijati za astrobiološke aplikacije, uključujući Mars i mesece poput Enceladusa, Titana i Evrope.
Nova metoda otkriva najstarije tragove života: hemijski „otisak“ mikrobnih zajednica star 3,3 milijarde godina
Nova metoda prepoznaje hemijske otiske drevnog života u stijenama
VAŠINGTON – Naučnici su razvili novu metodu zasnovanu na mašinskom učenju koja otkriva hemijske tragove prvobitnog života u veoma starim stenama, pristup koji može pomoći i u potrazi za životom izvan Zemlje.
Tim istraživača pronašao je dokaze o mikrobnom životu u stenama starim oko 3,3 milijarde godina iz Južne Afrike. Takođe su identifikovali molekularne tragove bakterija koje su obavljale fotosintezu sa proizvodnjom kiseonika u stijenama stare približno 2,5 milijardi godina, takođe iz Južne Afrike.
Kako radi nova metoda
Autori studije razvili su pristup koji kombinuje izdvajanje i koncentrisanje organskih, ugljenikom bogatih molekula, visokoosetljive hemijske analize koje razlažu molekule na hiljade sitnih fragmenata i algoritme mašinskog učenja. Sistem uči da razlikuje raspodele fragmenta koje su karakteristične za biološko poreklo od onih koje nastaju bez učešća živih organizama, pri čemu su autori izvestili tačnost veću od 90%.
„Izuzetno je što možemo ‚iščupati šapate drevnog života‘ iz veoma degradiranih molekula,“ rekao je Robert Hazen, mineralog i astrobiolog u Carnegie Institution for Science i koautor studije objavljene u časopisu Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
Šta otkriće znači
Do sada su istraživači najčešće tražili fosile poput stromatolita – naslaga nastalih radom mikrobnih zajednica – kao dokaze najranijeg života. Ovom metodom naučnici su približili granicu detekcije organskih biosignatura sa oko 1,6 milijardi na 3,3 milijarde godina, što praktično udvostručuje vremenski prozor u kome se mogu prepoznati tragovi života.
Autori naglašavaju da je posebno značajno što tehnika može ne samo razlučiti život od ne-života, već i razlikovati vrste metaboličkih procesa, na primer prepoznati signale fotosinteze koja proizvodi kiseonik – proces koji je ubrzo doveo do oksidacije atmosfere i omogućio razvoj složenijeg, aerobnog života.
Primena u astrobiologiji
Istraživači su dobili grant NASA-e za prilagođavanje i dalje testiranje metode s ciljem primene u astrobiologiji. Hazen i kolege ističu da metod može biti koristan za analizu uzoraka vraćenih sa Marsa, ali i za ispitivanje organski bogatih sredina na mesecima poput Enceladusa, Titana i Evrope.
„Veoma smo uzbuđeni oko mogućnosti primene ove metode na uzorcima sa Marsa, idealno onima vraćenim na Zemlju, ali i eventualno na budućim misijama roverima,“ rekao je Hazen.
Značaj i ograničenja
Iako su originalni biomolekuli (šećeri, lipidi i dr.) u ovim stijenama praktično potpuno razgrađeni u male fragmente, raspodela fragmenata nosi statistički informativne obrasce. Ipak, autori upozoravaju da je potrebna dalja verifikacija na većem broju lokaliteta i različitim geološkim uslovima kako bi se metoda široko prihvatila kao standardni alat za proučavanje prvobitnog života.
Izvor: Will Dunham / Reuters; studija objavljena u PNAS; istraživači iz Carnegie Institution for Science.
Pomozite nam da budemo bolji.
