Reklama
Rozwiń
Reklama

Sztuczna inteligencja pomogła znaleźć ślady życia w skałach sprzed 3,3 miliarda lat

Sztuczna inteligencja pomogła znaleźć nie tylko dowody na istnienie życia w skałach liczących 3,3 miliarda lat, a także na to, że fotosynteza zachodziła ponad 800 milionów lat wcześniej, niż dotychczas sądzono. Teraz naukowcy mają nadzieję, że AI znajdzie zastosowanie w szukaniu śladów życia pozaziemskiego.

Publikacja: 23.11.2025 06:00

Naukowcy wykorzystali połączenie analizy chemicznej i uczenia maszynowego do poszukiwania śladów życ

Naukowcy wykorzystali połączenie analizy chemicznej i uczenia maszynowego do poszukiwania śladów życia m.in. w skałach pochodzących sprzed miliardów lat / zdjęcie ilustracyjne

Foto: chokniti / Adobe Stock

Z tego artykułu dowiesz się:

  • Jak sztuczna inteligencja wspiera badania nad śladami życia?
  • Jakie nowe metody badawcze łączą analizę chemiczną z algorytmami sztucznej inteligencji?
  • Dlaczego odkrycie wcześniejszej fotosyntezy jest istotne dla zrozumienia ewolucji atmosfery Ziemi?
  • Jakie są potencjalne zastosowania sztucznej inteligencji w eksploracji kosmicznej?

Badania przeprowadził międzynarodowy zespół specjalistów z różnych dziedzin, kierowany przez naukowców z Carnegie Science w Stanach Zjednoczonych. Wyniki badań opublikowano 17 listopada w czasopiśmie „Proceedings of the National Academy of Sciences”.

Nowe odkrycie naukowców: Wykorzystali w nim połączenie analizy chemicznej i uczenia maszynowego

Naukowcy chcieli sprawdzić, czy ślady życia nadal istnieją w skałach długo po tym, jak pierwotne biocząsteczki zniknęły. W tym celu przeanalizowali 406 próbek pochodzących z siedmiu głównych grup:

  • zwierzęta współczesne – kręgowce (np. ryby) i bezkręgowce (np. owady);
  • rośliny współczesne – zarówno ich części fotosyntetyczne (np. liście), jak i części niefotosyntetyczne (np. korzenie i sok);
  • grzyby – w tym grzyby i drożdże;
  • materiały kopalne – np. węgiel, starożytne drewno i łupek bogaty w zakonserwowane glony;
  • meteoryty – skały kosmiczne bogate w węgiel;
  • syntetyczne materiały organiczne – wytwarzane w laboratoriach w celu symulacji chemii wczesnej Ziemi;
  • starożytne osady – liczące od setek milionów do ponad 3 miliardów lat, o niepewnym pochodzeniu.

Następnie badacze zastosowali specjalny typ modelu uczenia maszynowego zwany „losowym lasem” (ang. random forest). Tworzy on setki drzew decyzyjnych w celu klasyfikacji danych i wyodrębnienia ukrytych wzorców ekologicznych i taksonomicznych. Wydajność modelu badacze przetestowali m.in. pod kątem jego zdolności do odróżniania materii organicznej pochodzenia biologicznego od materii nieożywionej. W tym zakresie model osiągnął dokładność do 98 proc. w przypadku znanych próbek.

Reklama
Reklama

Czytaj więcej

Szykuje się rewolucja w kosmologii? „To oznacza ogromną zmianę paradygmatu”

Dla każdej próbki model nie tylko wskazywał te „żywe” lub „nieżywe”, ale także podawał wynik prawdopodobieństwa.

Opisywane badanie jest pierwszym łączącym tego rodzaju dane z nadzorowanym uczeniem maszynowym w celu identyfikacji biosygnatur w skałach liczących miliardy lat.

- Można to porównać do pokazania komputerowi tysięcy elementów układanki i zapytania, czy pierwotnym obrazem był kwiat, czy meteoryt. Zamiast skupiać się na pojedynczych cząsteczkach, szukaliśmy wzorców chemicznych, które mogłyby występować również w innych miejscach we wszechświecie. Nasze wyniki pokazują, że starożytne życie pozostawia po sobie nie tylko skamieniałości, ale także chemiczne „echa”. Dzięki uczeniu maszynowemu możemy teraz po raz pierwszy wiarygodnie interpretować te echa – wyjaśnił Robert Hazen z Carnegie Science, jeden z autorów badań cytowany w komunikacie instytutu badawczego.

Naukowcy odkryli dowody życia w skałach liczących ponad 3,3 miliarda lat

Dzięki zastosowanym metodom naukowcom udało się znaleźć dowody na istnienie życia w skałach liczących 3,3 miliarda lat, a dokładnie w osadach z południowoafrykańskiego Josefsdal Chert. Do tej pory nie udało się znaleźć takich śladów w skałach starszych niż około 1,7 miliarda lat. Tym samym obecnie uzyskane wyniki mniej więcej podwajają przedział czasowy, w którym cząsteczki organiczne zachowane w skałach mogą ujawnić przydatne informacje na temat fizjologii i ewolucyjnych powiązań pierwotnych organizmów.

Reklama
Reklama

Badania dostarczyły również molekularnych dowodów na to, że fotosynteza tlenowa miała miejsce w skałach liczących 2,52 miliarda lat z południowoafrykańskiej formacji Gamohaan. Oznacza to, że fotosynteza zachodziła ponad 800 milionów lat wcześniej, niż dotychczas udokumentowano.

Sztuczna inteligencja może pomóc w poszukiwaniu śladów życia pozaziemskiego

Najnowsze badania z wykorzystaniem sztucznej inteligencji mają, zdaniem naukowców, duże znaczenie dla nauki, w tym dla eksploracji kosmosu. Uzyskane wyniki sugerują, że uczenie maszynowe może pomóc w rozwiązaniu wielu zagadek dotyczących ewolucji życia na Ziemi w odległej przeszłości. Ponadto może znaleźć zastosowanie w poszukiwaniu śladów życia pozaziemskiego. Jeśli bowiem sztuczna inteligencja potrafiła wykryć „odciski palców” organizmów żywych, które przetrwały miliardy lat na Ziemi, może również sprawdzić się w przypadku skał marsjańskich, a nawet próbek z lodowego księżyca Jowisza, Europy.

- Te próbki i generowane przez nie sygnatury spektralne są badane od dziesięcioleci, ale sztuczna inteligencja oferuje nowe, potężne narzędzie, które pozwala nam wydobywać kluczowe informacje i lepiej zrozumieć ich naturę. Nawet gdy degradacja utrudnia wykrycie oznak życia, nasze modele uczenia maszynowego nadal potrafią wykryć subtelne ślady pozostawione przez starożytne procesy biologiczne. […] Sztuczna inteligencja nie tylko pomogła nam szybciej analizować dane, ale także pozwoliła zrozumieć chaotyczne, zniekształcone dane chemiczne – powiedział Anirudh Prabhu z Carnegie Science, ekspert w dziedzinie uczenia maszynowego.

Z kolei Michael Wong z tego samego instytutu badawczego podkreślił znaczenie odkryć dotyczących fotosyntezy:

- Zrozumienie, kiedy pojawiła się fotosynteza, pomaga wyjaśnić, w jaki sposób ziemska atmosfera stała się bogata w tlen, co było kamieniem milowym umożliwiającym ewolucję złożonych form życia, w tym ludzi.

Jednocześnie autorzy badań zaznaczają, że zastosowana przez nich metoda badawcza nie zastępuje tradycyjnych technik (m.in. analizy izotopowej i morfologii skamieniałości), a jedynie je uzupełnia. Ponadto wymaga jeszcze udoskonalenia. W tym celu w pierwszej kolejności naukowcy planują zbadać skały pochodzące z pustynnych obszarów Ziemi przypominających te na Marsie.

Z tego artykułu dowiesz się:

  • Jak sztuczna inteligencja wspiera badania nad śladami życia?
  • Jakie nowe metody badawcze łączą analizę chemiczną z algorytmami sztucznej inteligencji?
  • Dlaczego odkrycie wcześniejszej fotosyntezy jest istotne dla zrozumienia ewolucji atmosfery Ziemi?
  • Jakie są potencjalne zastosowania sztucznej inteligencji w eksploracji kosmicznej?
Pozostało jeszcze 95% artykułu

Badania przeprowadził międzynarodowy zespół specjalistów z różnych dziedzin, kierowany przez naukowców z Carnegie Science w Stanach Zjednoczonych. Wyniki badań opublikowano 17 listopada w czasopiśmie „Proceedings of the National Academy of Sciences”.

Nowe odkrycie naukowców: Wykorzystali w nim połączenie analizy chemicznej i uczenia maszynowego

Pozostało jeszcze 95% artykułu
Reklama
Nauka
Spisek w mrowisku. Naukowcy odkryli, jak pasożyty zmuszają mrówki do zabicia własnej królowej
Materiał Partnera
Rodzinny wzór na biznes. Dlaczego zakładamy firmy?
Materiał Partnera
Gąbka na CO₂. Polimer z UW zamienia cieplarniany gaz w surowiec
Nauka
Mops i pekińczyk. Dog i pudel. Kiedy zaczęła się ta różnorodność?
Materiał Promocyjny
Jak budować strategię cyberodporności
Materiał Partnera
Czy AI zastąpi pracowników skarbówki? Sztuczna inteligencja a podatki
Reklama
Reklama
REKLAMA: automatycznie wyświetlimy artykuł za 15 sekund.
Reklama
Reklama