Oamenii de știință au identificat unele dintre cele mai vechi semne de viață de pe Pământ folosind o nouă metodă care recunoaște „amprentele” chimice ale organismelor vii în roci antice — o abordare promițătoare și în căutarea vieții dincolo de planeta noastră, informează Reuters.
Cercetătorii au găsit dovezi ale vieții microbiene în roci vechi de aproximativ 3,3 miliarde de ani din Africa de Sud, dintr-o perioadă în care Pământul avea doar un sfert din vârsta actuală. Ei au descoperit, de asemenea, urme moleculare lăsate de microbi care realizau fotosinteză producătoare de oxigen — conversia luminii solare în energie — în roci de aproximativ 2,5 miliarde de ani, tot din Africa de Sud.
Oamenii de știință au dezvoltat o metodă bazată pe învățare automată pentru a distinge, în rocile antice, moleculele organice cu origine biologică — provenite de la microbi, plante sau animale — de cele cu origine abiotică, cu o acuratețe de peste 90%. Metoda a fost concepută pentru a identifica tipare chimice specifice biologiei.
„Descoperirea remarcabilă este că putem extrage șoapte ale vieții antice din molecule extrem de degradate”, a declarat Robert Hazen, mineralog și astrobiolog la Carnegie Institution for Science din Washington și coautor al studiului publicat săptămâna aceasta în revista Proceedings of the National Academy of Sciences.
„Aceasta reprezintă o schimbare de paradigmă în modul în care căutăm viață antică.”
„Colectăm și concentrăm molecule bogate în carbon, le analizăm într-un mod care identifică mii de fragmente moleculare minuscule, apoi analizăm distribuția lor folosind învățarea automată. Ochiul uman vede doar sute sau mii de «vârfuri» ale diferitelor molecule, dar metoda de învățare automată evidențiază tipare subtile care deosebesc moleculele care au fost cândva vii de cele care nu au fost”, a spus Hazen.
Vânătorii de dovezi ale celor mai timpurii forme de viață de pe Pământ s-au bazat în principal pe găsirea fosilelor. Pământul s-a format acum aproximativ 4,5 miliarde de ani. Primele organisme vii ar fi putut fi microbi apărând câteva sute de milioane de ani mai târziu în izvoare hidrotermale marine sau izvoare fierbinți terestre.
Cele mai vechi fosile certe ale organismelor vii sunt depozite microbiene stratificate, numite stromatolite, vechi de aproximativ 3,5 miliarde de ani în Australia, precum și structuri de covorașe microbiene de vârstă similară în Africa de Sud. Dar astfel de fosile sunt extrem de rare.
O nouă abordare în descoperirea vieții timpurii
O altă metodă de a găsi dovezi ale vieții timpurii este căutarea urmelor de biomolecule — substanțe chimice legate de organismele vii — în rocile antice. Noua abordare urmează această direcție.
De exemplu, cercetătorii au descoperit dovezi moleculare organice că fotosinteza producătoare de oxigen — procesul care, în timp, a oxigenat atmosfera planetei și a permis evoluția vieții aerobe complexe — era în desfășurare la bacteriile marine cu peste 800 de milioane de ani mai devreme decât indicau datele anterioare de acest tip.
„Era bine cunoscut din alte dovezi că Pământul a devenit oxigenat acum 2,5 miliarde de ani sau chiar puțin mai devreme. Așadar, noi am furnizat primele dovezi organice fosile convingătoare, cu perspectiva de a împinge și mai mult înapoi limita cronologică”, a spus Hazen.
Toate biomoleculele antice, precum zaharurile sau lipidele (grăsimile), au dispărut și s-au fragmentat în bucăți mici cu doar câțiva atomi de carbon. Totuși, distribuția acestor fragmente este remarcabil de diferită între seturile de molecule organice cu origine biologică și cele fără viață.
„În primul rând, am dublat aproximativ vârsta la care putem identifica semne de viață folosind molecule organice, de la 1,6 miliarde la 3,3 miliarde de ani”, a spus Anirudh Prabhu, mineralog, astrobiolog și specialist în date la Carnegie Institution for Science, coautor al studiului.
„În al doilea rând, această tehnică de biosemnătură poate distinge nu doar între viață și nonviață, ci și între tipuri diferite de viață, precum organismele fotosintetice. În al treilea rând, lucrarea noastră arată cum învățarea automată poate identifica amprentele vieții în roci antice, chiar și atunci când toate biomoleculele originale sunt degradate”, a spus Prabhu.
Metoda va fi folosită și pe roci de pe Marte
Roboții NASA au colectat mostre de rocă de pe Marte pentru a afla dacă vecinul planetei noastre a găzduit vreodată viață. Alte destinații din sistemul nostru solar au, de asemenea, potențial în căutarea vieții, precum lunile lui Saturn Enceladus și Titan, sau luna lui Jupiter, Europa.
Cercetătorii au primit un grant NASA pentru a dezvolta această metodă de identificare a indiciilor vieții.
„Un domeniu-cheie de aplicare a proiectului nostru este astrobiologia”, a spus Prabhu.
Hazen a adăugat: „Suntem foarte entuziasmați de perspectivele utilizării acestei metode pe mostre de pe Marte, ideal pe cele returnate pe Pământ, dar posibil și într-o viitoare misiune cu rover. Ne gândim, de asemenea, la modalități de a analiza materialul organic din gheizerele lui Enceladus sau de pe suprafața lui Titan sau Europa”.
Editor : Ana Petrescu
