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AI は地球上の生命の最古の証拠を発見し、科学者たちは唖然としています |

科学者たちは、古代生物の分子指紋を特定できる新しい分析方法を使用して、地球上でこれまでに発見された生命の最古の化学的痕跡の一部を発見しました。このアプローチは高度な機械学習に依存しており、生命システムによって形成される有機分子と非生命プロセスによって生成される有機分子を 90% 以上の精度で区別できます。この新しい発見は、地球上の初期生命についての理解を広げるだけでなく、現代の分析ツールを通じて古代の地質学的証拠を再解釈するという科学的取り組みの拡大にもつながります。 米国科学アカデミー紀要に掲載 カーネギー科学研究所のロバート・ヘイゼン氏とアニルード・プラブ氏らのチームは、約33億年前の南アフリカの岩石を調査した。これらの岩石には、初期の微生物の存在を明らかにする分子の残骸が保存されています。科学者らはまた、25億年前の岩層から原始的な光合成生物の痕跡を検出した。彼らの発見は、38億年前に遡る微生物の活動を示唆するグリーンランドの岩石中の炭素の痕跡を特定した初期の同位体証拠と一致している。これらの研究を総合すると、初期の生命がどのように発達し、若い地球と相互作用したかについて新たな明確さが得られます。新しい方法で古代生命の痕跡を検出する方法PNAS 研究の中心的な革新は、古代の岩石に保存されている高度に劣化した有機分子を読み取る能力です。糖や脂質などの元の生体分子は数十億年かけて分解されますが、その断片は鉱物構造の中に閉じ込められたままです。従来の方法ではこれらの断片を解釈するのが困難でしたが、新しい機械学習アプローチでは何千もの分子ピークを分析し、生物学的活動に特有のパターンを特定します。人間の研究者には混乱を招く分子シグナルの広がりしか見えないのに対し、機械学習モデルは生物学的起源を示す微妙な化学的指紋を認識するとヘイゼン氏は説明しました。この技術は、炭素を豊富に含む物質を濃縮し、その分子断片の分布を研究することにより、生物によって生成される信号と非生物の化学プロセスによって生成される信号を分離します。これは科学者が初期生命を調査する方法に大きな変化をもたらし、以前はアクセスできなかった証拠を解釈できるようになりました。初期の光合成生物について研究が明らかにしたこと研究から得られた最も重要な洞察の 1 つは、酸素を生成する光合成の起源に関するものです。機械学習分析により、水を分解して酸素を放出する能力のある生物に関連する分子の特徴が検出され、この形式の光合成が 25 億年以上前に活発であったことが示されました。これは、初期の酸素発生活動が初期の生体分子記録が示していたよりも少なくとも8億年前に始まった可能性があることを示唆している。これらの発見は、地球の大気が酸素に富むようになるずっと前に、古代の炭素同位体が初期の微生物代謝と一致する痕跡を持っていたことを発見した。総合すると、これらの研究は、初期の光合成生物がより複雑かつ段階的に出現したことを示している。元の生体分子はずっと前に消滅しましたが、それらが残した化学断片には、機械学習が依然として識別できるパターンが残っています。この技術が幼少期の記録をどのように拡張するかこの新しい分析アプローチにより、地球の地質学的記録における生命の特定のスケジュールが大幅に延長されます。 PNAS の研究が行われる前、科学者たちは、約 16 億年前までの岩石中の生物学的有機分子を自信を持って検出できました。新しい方法では、その範囲がほぼ2倍の33億年になります。この時代の物理的な化石記録は非常に限られており、曖昧なことが多いため、これは特に貴重です。Hazen と Prabhu の方法では、光合成生物や他の微生物グループなど、さまざまな種類の生命も区別されます。これにより、初期の生態系をより詳細に把握できるようになり、地球の環境が今日私たちが知っている環境とは劇的に異なっていた時代の代謝の多様性を地図で示す機会が得られます。この方法が地球外生命体の探索にどのように役立つか研究の影響は地球をはるかに超えて広がります。劣化した有機材料の生物学的パターンを特定できることにより、宇宙生物学に有望な道が開かれます。この技術は、NASAの探査機ミッションによって火星で収集され、地球に持ち帰られる可能性のあるサンプルに適用される可能性がある。たとえひどく劣化した形であっても、古代の火星の岩石に有機分子が含まれている場合、この方法はそれらが生物起源であるかどうかを判断するのに役立つ可能性がある。同じアプローチを使用して、土星の衛星エンケラドゥスの有機物が豊富なプルーム、タイタンの複雑な炭化水素、または木星の衛星エウロパの氷の地殻を分析することができるかもしれない。これらの世界では、有機分子に関連する化学活動の兆候がすでに示されており、新しい方法は、それらの兆候のいずれかが生物学的痕跡を持っているかどうかを判断する方法を提供します。これは地球の最も初期の生物学を理解する上で何を意味するか機械学習と地球化学の組み合わせは、地球の最古の生物学史の再構築に向けた大きな一歩となります。この発見は、検出可能な生命の記録を過去のさらに深くまで拡張し、初期の微生物生態系がこれまで理解されていたよりも多様で広範囲に及んでいた可能性があることを示唆しています。また、生命の痕跡を約 38 億年前に押し上げた 2023 年の Nature Geoscience 研究など、以前の同位体発見を裏付けるものでもあります。NASA の支援を受けて、研究者らは現在、将来の惑星ミッションに向けて技術を改良することに取り組んでいます。科学ツールが向上するにつれて、古代の岩石からの化学信号を解釈する能力は成長し続け、生命の初期の章の理解に近づき、地球外の生命を特定する可能性が広がります。新しい「星工場」銀河、天の川銀河の180倍の速さで星を生成し科学者に衝撃を与える #は地球上の生命の最古の証拠を発見し科学者たちは唖然としています