AI解碼三十三億年前生命信號揭示早期光合作用痕跡

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2025-11-18 08:22:05 教育信息速報

AI解碼三十三億年前生命信號！一支多學(xué)科科研團(tuán)隊結(jié)合尖端化學(xué)與人工智能技術(shù)，發(fā)布了一項關(guān)于地球最早生命的重要研究成果。研究利用AI解碼33億年前的生命信號，在古老巖石中發(fā)現(xiàn)了新的生命化學(xué)證據(jù)，并揭示了產(chǎn)氧光合作用的分子痕跡，這比此前記錄早了8億多年，為理解生命起源與演化提供了全新視角。該研究發(fā)表于最新一期《美國國家科學(xué)院院刊》。

研究由美國卡內(nèi)基科學(xué)研究所聯(lián)合多所大學(xué)與機(jī)構(gòu)共同完成。研究團(tuán)隊分析了406個樣本，包括古代沉積物、化石、現(xiàn)代動植物組織以及隕石等，旨在探索原始生物分子被地質(zhì)作用破壞后是否仍以某種形式保留在巖石中。團(tuán)隊采用熱解—氣相色譜—質(zhì)譜技術(shù)將樣本中的有機(jī)與無機(jī)材料分解為化學(xué)碎片，釋放出被困的分子信號。隨后，他們利用名為“隨機(jī)森林”的機(jī)器學(xué)習(xí)模型識別不同來源物質(zhì)的化學(xué)模式。這是首次將熱解—氣相色譜—質(zhì)譜數(shù)據(jù)與監(jiān)督式機(jī)器學(xué)習(xí)結(jié)合，用于識別數(shù)十億年歷史巖石中的生命痕跡。

結(jié)果顯示，該方法能夠以超過90%的準(zhǔn)確率區(qū)分生物來源（如微生物、植物和動物）與非生物來源（如隕石或?qū)嶒炇液铣商迹?。研究團(tuán)隊在33億年前的南非約瑟夫斯達(dá)爾燧石等沉積物中檢測到了明確的生物化學(xué)信號，將此前認(rèn)為有機(jī)分子可提供有效信息的時間窗口向前推進(jìn)了一倍以上。此外，研究還發(fā)現(xiàn)了距今25.2億年前巖石中光合作用的分子證據(jù)，表明產(chǎn)氧光合作用至少在那時已存在，比以往通過碳分子保存的化學(xué)記錄早了8億多年。這一發(fā)現(xiàn)對理解地球大氣氧化過程具有重要意義，也為復(fù)雜生命的演化提供了關(guān)鍵線索。

研究顯示，樣本年齡顯著影響信號保留程度：5億年以內(nèi)的年輕巖石大多保留強(qiáng)烈生物信號；5億至25億年間的約三分之二仍可識別；而超過25億年的巖石中，僅有47%保留可探測的生命痕跡。為此，模型不僅給出“生命”或“非生命”的判斷，還提供概率評分，通常以60%作為判定為生物來源的參考閾值。

人類一直在探尋生命起源之謎。這次，科研人員將尖端化學(xué)分析手段和人工智能相結(jié)合，在古老樣本中有了新發(fā)現(xiàn)。他們將樣本分解成更小的化學(xué)碎片，識別出被包裹其中的信號，并對其進(jìn)行分類和溯源。團(tuán)隊的發(fā)現(xiàn)將光合作用出現(xiàn)的時間提前了8億多年，改寫了我們對早期生命起源演化的認(rèn)知。這項技術(shù)還可以幫助我們在從外星球帶回的樣本里尋找生命的蛛絲馬跡。

(責(zé)任編輯：0882)

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