La vida en la Tierra puede haber aparecido mucho antes de lo que creían los científicos, según nueva evidencia química conservada en rocas de más de 3.300 millones de años. Un equipo internacional dirigido por el Instituto Carnegie para la Ciencia encontró señales moleculares que sugieren que la fotosíntesis productora de oxígeno surgió casi mil millones de años antes que los registros anteriores.
Los hallazgos, publicados en Proceedings of the National Academy of Sciences, se basan en química de alta resolución combinada con inteligencia artificial para detectar patrones biológicos mucho después de que sus moléculas originales hayan desaparecido.
“Las rocas antiguas están llenas de interesantes acertijos que nos cuentan la historia de la vida en la Tierra, pero siempre faltan algunas de las piezas”, dijo Katie Maloney, coautora, en un comunicado de prensa. “La combinación de análisis químicos y aprendizaje automático ha revelado pistas biológicas sobre la vida antigua que antes eran invisibles”.
Leer más: La primera evidencia de ProtoTierra puede ser un desequilibrio químico escondido dentro de rocas antiguas
Por qué la vida temprana es difícil de detectar
La Tierra primitiva albergaba capas microbianas y células simples que rara vez se fosilizaban. Durante miles de millones de años, estos materiales quedaron enterrados, calentados, triturados y fracturados a medida que la corteza terrestre se desplazaba. Esas transformaciones prácticamente borraron las firmas biológicas que alguna vez contuvieron pistas sobre los orígenes y la evolución temprana de la vida. Por esta razón, tradicionalmente los científicos sólo han podido identificar rastros moleculares fiables en rocas de menos de 1.700 millones de años.
Esto ha dificultado la reconstrucción de la biosfera más antigua de la Tierra y el momento de eventos importantes como el aumento de la fotosíntesis.
El nuevo estudio desafía ese límite. Muestra que incluso cuando las biomoléculas originales han desaparecido, el patrón de los fragmentos moleculares conservados en rocas antiguas aún puede contener información sobre si alguna vez hubo vida presente.
Identificando la vida antigua usando IA
Para descubrir estos patrones, el equipo analizó material orgánico e inorgánico de rocas antiguas descomponiéndolos en fragmentos moleculares. El modelo de aprendizaje automático se entrenó en más de 400 muestras, incluidas plantas, animales, fósiles de mil millones de años de antigüedad, tapetes microbianos y meteoritos modernos, lo que le permitió detectar las huellas químicas de la vida.
Entre las muestras se encontraban fósiles de algas marinas de mil millones de años de antigüedad excepcionalmente bien conservados del territorio de Yukon, que ayudaron a la IA a aprender cómo se ven los primeros organismos fotosintéticos en forma molecular.
Una vez entrenado, el sistema de IA distinguió la química biológica de la no biológica con más del 90 por ciento de precisión. También identificó signos moleculares de fotosíntesis en rocas de al menos 2.500 millones de años de antigüedad, lo que llevó la evidencia química de este proceso cientos de millones de años antes que trabajos anteriores y mostró que la distribución de fragmentos moleculares degradados aún puede revelar si alguna vez hubo vida presente.
“La vida antigua deja más que fósiles; deja ecos químicos”, dijo el Dr. Robert Hazen, coautor principal del estudio, en el comunicado de prensa. “Utilizando el aprendizaje automático, ahora podemos interpretar de forma fiable estos ecos por primera vez”.
Buscando vida en otros mundos
En conjunto, el trabajo ofrece una visión más clara de la biosfera más antigua de la Tierra y amplía las herramientas disponibles para estudiarla. Y como el método puede detectar la química biológica incluso después de miles de millones de años de alteración, puede resultar útil mucho más allá de la Tierra. El mismo enfoque analítico podría aplicarse a muestras de Marte u otros mundos para evaluar si alguna vez albergaron vida.
“Esta técnica innovadora nos ayuda a leer el registro fósil de tiempos profundos de una manera nueva”, dijo Maloney. “Esto podría ayudar a guiar la búsqueda de vida en otros planetas”.
Leer más: La Tierra se formó hace 4,54 mil millones de años: ¿cómo lo saben los científicos?
Fuentes del artículo
Nuestros redactores en Discovermagazine.com utilizan estudios revisados por pares y fuentes de alta calidad para nuestros artículos, y nuestros editores revisan la precisión científica y los estándares editoriales. Revise las fuentes utilizadas a continuación para este artículo: