Обломки биомолекул подсказали, когда на Земле появилась жизнь и начался фотосинтез
То, что через миллиард лет после возникновения Земли она уже была обитаема, до сих пор было известно лишь по косвенным признакам, а их часто можно оспорить. Теперь ученым удалось получить убедительные доказательства именно биогенного происхождения столь древней органики и даже установить, когда земные организмы научились вырабатывать кислород.
В 2017 году стало известно об обнаружении в Канаде возможных признаков существования земной жизни четыре с лишним миллиарда лет назад, то есть всего через несколько сотен миллионов лет после возникновения самой планеты. Речь идет о микроскопических структурах в древних породах: они похожи на характерные «трубки», которые создают для себя окисляющие железо бактерии.
Это предполагаемое открытие активно оспаривают: есть мнение, что на самом деле под микроскопом видны следы необиологических процессов. В глазах ученых самый достоверный признак жизни — биомолекула: ее структуру не спутаешь ни с чем. Однако такие молекулы в породах старше 1,7 миллиарда лет не сохраняются — разрушаются в том числе от давления и превращаются в «месиво» обломков, в котором уже почти невозможно различить что-либо имеющее отношение к биологии.
Именно эту проблему недавно попыталась решить международная команда планетологов под руководством специалистов Научного центра Карнеги (США). В статье для издания Proceedings of the National Academy of Sciences они объяснили, что «каша» из продуктов распада того или иного вещества имеет уникальные, едва уловимые химические особенности.
В попытке их выявить ученые прибегли к помощи искусственного интеллекта — его научили отличать биогенное вещество от неживого. В качестве обучающего материала использовали 272 образца, происхождение которых достоверно известно. Среди них — современные организмы, древние окаменелости, метеориты.
Все это вещество расщепляли путем пиролиза, затем измеряли и «взвешивали» полученные обломки особыми методами под названием «газовая хроматография» и «масс-спектрометрия». В результате получалась многосложная картина, на которой требовалось выявить «отпечатки» биомолекул.
После обучения алгоритм мог отличать следы жизни от неживой материи с точностью 93-98 процентов и практически так же уверенно определять, был ли живой организм фотосинтезирующим. Причем ИИ тренировали в основном на тех существах, которые во время фотосинтеза вырабатывают кислород.
Это тоже важный вопрос для изучения эволюции жизни: она получила развитие именно благодаря приобретенной способности существ дышать кислородом — он выгоден для получения энергии. Пионерами в деле фотосинтеза считаются микроскопические синезеленые водоросли — цианобактерии. В породах возрастом более двух миллиардов лет находили их окаменелости, а еще возводимые ими своеобразные «архитектурные сооружения» — строматолиты.
Сложилось представление, что примерно 2,3-2,4 миллиарда лет назад на Земле случилась Великая кислородная катастрофа: в заполненной кислородом среде начали массово гибнуть существа, которые не смогли к ней приспособиться. Зато выжившие получили огромное эволюционное преимущество.
Тем не менее прямых микробиологических доказательств фотосинтеза в те далекие времена до сих пор не было. По итогам нынешнего исследования ученые пришли к выводу, что теперь это можно считать действительно установленным фактом.
Они «показали» обученному ИИ 134 древних образца, в которых наличие признаков жизни под вопросом, и поделились полученными ответами от нейросети. Она выявила следы фотосинтезирующих организмов в образцах из формации Гамохаан в Южной Африке, которым 2,52 миллиарда лет.
Кроме того, подтвердилось биологическое происхождение органики в породах возрастом 3,51 миллиарда лет из кратона Сингхбхум в Индии. ИИ с достоверностью выше порога уверенности указал на признаки жизни и в породах возрастом 3,7-3,8 миллиарда лет из Гренландии. Но ученые на всякий случай не стали утверждать это окончательно — все же за такой срок земная кора подверглась сильным изменениям.
Telegram 
Дзен 
VK Инфекции, такие как коронавирус, наносят серьезный удар организму, из-за чего даже после выздоровления он продолжительное время остается уязвимым. Сегодня для оценки иммунитета врачи смотрят в первую очередь на уровень антител в крови, однако такой подход не отражает реального состояния здоровья человека. Это не позволяет врачам точно прогнозировать, как будет протекать болезнь и насколько быстро пациент выздоровеет. Ученые Пермского Политеха и ПГАТУ впервые выяснили, как именно восстановление иммунитета зависит от пола человека и кто наиболее подвержен осложнениям после коронавирусной инфекции. Результаты исследования помогут правильно учитывать гендерные особенности пациента при лечении и реабилитации, что повысит точность прогнозов и эффективность терапии.
Одной из главных анатомических особенностей эволюции рода Homo считается резкое увеличение объема черепной коробки за последние примерно два миллиона лет. За это время она в среднем увеличилась в три раза. Однако авторы нового исследования поставили под сомнение традиционную гипотезу, согласно которой этот процесс был результатом естественного отбора. По их мнению, он мог оказаться случайностью.
Сканирующая туннельная микроскопия достигла квантово-механического предела пространства-времени. Физики провели эксперимент и смоделировали перемещение одиночного электрона с атомарной точностью и скоростью в доли фемтосекунды. Результат показал границы применимости квантовых законов и объяснил механику сверхбыстрых процессов.
Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
Сканирующая туннельная микроскопия достигла квантово-механического предела пространства-времени. Физики провели эксперимент и смоделировали перемещение одиночного электрона с атомарной точностью и скоростью в доли фемтосекунды. Результат показал границы применимости квантовых законов и объяснил механику сверхбыстрых процессов.
В 2025 году детекторы гравитационных волн уловили потенциальное слияние черных дыр крайне малой массы. Ученые из Университета Майами считают, что участники того события могут открыть новое направление в исследовании темной материи.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии