دراسة جديدة أجراها فريق دولي من العلماء بقيادة معهد كارنيجي للعلوم (الولايات المتحدة الأمريكية) ونشرت في 17 نوفمبر في بناسيظهر أن الحياة على الأرض تركت آثارها في وقت أبكر بكثير مما كان متوقعا. تم العثور على بصمات كيميائية لكائنات قديمة في صخور عمرها أكثر من 3.3 مليار سنة، أي ما يقرب من ضعف عمر الاكتشافات السابقة.

أدلة كيميائية نادرة للحياة القديمة

ونادرا ما تحتفظ الصخور القديمة بآثار الحياة. غالبًا ما يتم تدمير الجزيئات والخلايا البيولوجية والميزات الأخرى بواسطة العمليات الجيولوجية – الضغط ودرجة الحرارة والوقت.

“الصخور القديمة مليئة بالألغاز المثيرة للاهتمام التي تحكي لنا قصة الحياة على الأرض، ولكن بعض الأجزاء مفقودة دائمًا.

توضح كاتي مالوني، الأستاذة المساعدة في علوم الأرض والبيئة: “لقد كشف الجمع بين التحليل الكيميائي والذكاء الاصطناعي عن أدلة بيولوجية حول الحياة القديمة التي لم تكن مرئية في السابق”.

لقد درس العلماء أكثر 400 عينة – بما في ذلك النباتات الحديثة والحفريات والنيازك التي يبلغ عمرها مليارات السنين. وباستخدام التحليل الكيميائي الدقيق للغاية، قاموا بتحليل المواد العضوية وغير العضوية إلى أجزاء جزيئية، ثم استخدموا الذكاء الاصطناعي للبحث عن المؤشرات الحيوية الدقيقة. يميز النموذج بنجاح بين المواد البيولوجية وغير البروتينية بدقة أكبر من 90%.

الحياة القديمة والتمثيل الضوئي

أتاحت هذه الطريقة التعرف على آثار الحياة في الصخور التي يزيد عمرها عن 3.3 مليار سنة. بالإضافة إلى ذلك، اكتشف العلماء بصمات كيميائية لعملية التمثيل الضوئي المنتجة للأكسجين في صخور يبلغ عمرها حوالي 2.5 مليار سنة، أي قبل مليار سنة تقريبًا مما كان يُعتقد. تعمل هذه البيانات على توسيع فهمنا لوقت ظهور عمليات الأكسجين على الأرض وتغيير فهمنا لتطور المحيط الحيوي المبكر.

يقول الدكتور روبرت هازن، أحد كبار زملاء مركز كارنيجي: “إن الحياة القديمة تترك وراءها أكثر من مجرد حفريات؛ إنها تترك أصداء كيميائية. وباستخدام الذكاء الاصطناعي، يمكننا لأول مرة تفسير هذه الإشارات الدقيقة بشكل موثوق”.

لقد ساعدنا الذكاء الاصطناعي على رؤية ما كان مخفيًا في السابق

في السابق، تم تسجيل الآثار الجزيئية للحياة فقط في الصخور التي يقل عمرها عن 1.7 مليار سنة. يسمح لنا نهج الذكاء الاصطناعي الجديد بالنظر إلى ما يقرب من ضعف تاريخ الأرض. يتعرف النظام على البصمات الكيميائية الدقيقة التي خلفتها الكائنات الحية القديمة ويفتح إمكانيات جديدة لدراسة المراحل الأولى من المحيط الحيوي.

وبالإضافة إلى ذلك، فإن لهذه التقنية تطبيقات محتملة خارج الأرض.

يقول مالوني: “تساعدنا تقنيتنا في تفسير السجل الأحفوري للأزمنة العميقة بطرق جديدة. وقد تكون مفيدة للبحث عن الحياة على المريخ أو الكواكب الأخرى”.

البحث عن الحياة على الكواكب الأخرى

يغير هذا الاكتشاف الأفكار حول متى بدأت الحياة والتمثيل الضوئي الأكسجيني في التأثير على الأرض. فهو يوضح أن العمليات البيولوجية كانت موجودة في وقت أبكر بكثير مما افترضته الأبحاث التقليدية، وأن أشكال الحياة المبكرة تركت آثارًا كيميائية دقيقة ولكن يمكن تمييزها. وتكشف هذه التقنية أيضًا عن أنماط كانت مخفية سابقًا ويمكن أن تكون المفتاح لاكتشاف الحياة على كواكب أخرى.

ويؤكد العلماء أن البيانات الجديدة لا تغير الإطار الزمني فحسب، بل تفتح أيضًا فرصًا جديدة لفهم تطور المحيط الحيوي المبكر. إنها توفر فرصة لإعادة النظر في تاريخ عملية التمثيل الضوئي والغلاف الجوي الأكسجيني، كما أنها تضع مبادئ توجيهية جديدة للبحث عن آثار الحياة خارج الأرض.