科学家在33.3亿年前岩石中发现生命证据 古老生命的化学回声
一项最新研究表明，科学家在约33亿年前的古老岩石中发现了目前已知最早的生命化学痕迹。这表明产氧光合作用的出现时间可能比此前认知至少提前8亿年。研究团队利用先进化学分析手段和人工智能模型，从严重变质、原始生物分子早已破裂的岩石中“读出”生命活动留下的微弱化学信号。
该研究发表在《美国国家科学院院刊》（PNAS），由卡内基科学研究机构团队主导。研究者称这是首次在几十亿年前的岩石中可靠识别出生命的化学回声。地球最早期生命的直接证据极其有限，微小细胞遗骸、丝状结构、微生物垫和叠层石等化石表明，早在约35亿年前生命就已存在，但这类化石本身稀少且信息有限。原本存在于岩石中的有机分子在数十亿年的埋藏、加热和挤压过程中被打碎为零散碎片，使传统方法很难从中重建生命信息。
此前，最耐久的一些有机分子在岩石中的“寿命”一般不超过约17亿年，更古老岩石中的同位素信号虽暗示生命存在，却难以分辨哪些过程真的是生物所为。因此，在30多亿年前的岩石中寻找生命痕迹被视为地球早期生命研究中最棘手的难题之一。
研究团队采集和整理了406份含有机物样品，涵盖约38亿年至1000万年前的沉积岩、含大量化石的煤和油页岩、现代动植物和真菌组织，以及陨石和实验室合成有机混合物，用以区分“生物来源”和“非生物来源”。科学家通过热解-气相色谱-质谱联用技术，将样品中残存的大分子进一步裂解，获得大量化学碎片的谱图数据。
随后，团队采用一种称为“随机森林”的监督式机器学习方法，训练模型识别不同来源有机物的特征组合，从而在高降解条件下依然能分辨“有生命参与”还是“纯化学过程”。模型在区分生物有机物与非生物有机物时准确率最高可达98%，识别光合作用相关信号的准确率约为93%，在区分动植物来源时准确率约为95%。
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