最近有个超牛的研究,科学家在距今约33亿年的古老岩石里,找到了目前已知最早的生命化学痕迹,还确认产氧光合作用的出现时间,比咱们之前认知的至少早了8亿年。
这事儿可不是随便挖块石头看看就行,背后的门道多着呢。

老岩石里找生命有多难
想在30多亿年前的石头里揪出生命的痕迹,怕是地球早期生命研究里最头疼的事儿了。
本来想靠化石来证明早期生命的存在,但后来发现,35亿年前的化石就那几样:微小的细胞遗骸、丝状结构、叠层石这些,数量少不说,能透露的信息也有限。
更麻烦的是,岩石里的有机分子,在几十亿年的埋藏、加热、挤压下,早被拆成了零散的碎片。
之前大家都觉得,有机分子在岩石里最多能"活"17亿年,更古老的岩石里就算有同位素信号,也搞不清是生物弄出来的,还是单纯的化学反应。

我倒觉得,这就像想从一堆碎成渣的拼图里还原原图,不光碎片少,还分不清哪些碎片是原图的,哪些是后来混进去的。
这些限制摆在这儿,咱们对地球早期生命的认知,一直都模模糊糊的,连产氧光合作用啥时候出现的,都没个准谱。
AI+化学分析玩出新花样
卡内基科学研究机构的团队没被这些难题难住,他们琢磨出了一套新方法,还把研究成果发在了《美国国家科学院院刊》上。
这套方法的核心就是"化学分析+AI",思路还挺清奇的。

研究人员先收集了406份样品,跨度从38亿年前到1000万年前的沉积岩,还有煤、油页岩、现代动植物组织,甚至陨石都包含在内。
这些样品被用来区分有机物是生物来源还是非生物来源。
接着,他们用热解-气相色谱-质谱联用技术,把样品里残存的大分子拆解开,拿到了一堆化学碎片的谱图数据。
本来想靠人工去分析这些数据,但后来发现,数据量太大,还容易出错。

无奈之下,团队用上了"随机森林"这种机器学习方法,训练模型去识别不同来源有机物的特征。
这个模型还真争气,分辨生物和非生物有机物的准头特别高,识别光合作用相关信号也很靠谱。
更聪明的是,研究人员没搞"有生命"或"没生命"的简单判断,而是给每个样品算"生物可能性概率",超过60%就算有强烈的生命信号,连那些被高温烤得快没生物特征的样品,也能被识别出来。

这些发现到底有多重要
这套方法一用,不少关键发现就冒出来了。
在南非25.2亿年前的岩石里,找到了产氧光合作用的有机分子证据,这比之前的记录早了至少8亿年。
在印度35.1亿年前的岩石里,识别出了生物起源的有机分子,这下"35亿年前地球就有成熟生物活动"的证据更足了。
还有南非另一批35亿年前的岩石,发现了非光合生命的信号,说明那会儿地球上的早期生命,已经有不同的代谢方式了。

我觉得这些发现最牛的地方,不在于只是把时间线往前推了,而在于刷新了咱们对早期生命的认知。
以前总觉得35亿年前的生命形态单一,现在看来,那会儿的生命已经有了多样的生存方式,地球早期的生命生态,远比咱们想象的要丰富。
更有意思的是,研究人员说,古老岩石里藏着的不是只有化石,还有那些看不见的"化学幽灵"和"分子回声",就算生物大分子碎了,这些痕迹也能被AI揪出来。
如此看来,这套技术不光能改写地球早期生命的时间线,还能用到别的地方。

比如火星探测,NASA的"毅力号"已经采集了火星岩石样品,未来带回地球后,这套方法说不定就能派上用场,帮咱们找找火星上有没有过生命的痕迹。
毫无疑问,这就给天体探测提供了新工具,不光是火星,木卫二、土卫六这些可能宜居的天体,未来也能靠这套方法找找生命迹象。
总的来说,这项研究算是捅破了地球早期生命研究的一层窗户纸。

以前咱们对着30多亿年前的岩石干瞪眼,现在靠化学分析和AI的结合,终于能读懂这些石头里的"生命语言"了。
这些藏在岩石里的化学痕迹,就像地球早期生命留下的"日记",一点点被咱们破译出来,既能让咱们更清楚地球生命是怎么演化的,也能让咱们在找地外生命的路上,走得更稳、更远。










