Czy na Marsie istniało życie? Inne planety? Być może wkrótce z pomocą sztucznej inteligencji dowiemy się

W czasopiśmie Proceedings of the National Academy of Sciences siedmioosobowy zespół ufundowany przez Fundację Johna Templetona i kierowany przez Jima Cleavesa i Roberta Hazena z Carnegie Institution for Science donosi, że z 90% dokładnością ich sztuczna inteligencja: oparta na tej metodzie odróżniła współczesne i starożytne próbki biologiczne od próbek pochodzenia abiotycznego.

„Ta rutynowa metoda analityczna może zrewolucjonizować poszukiwania życia pozaziemskiego i pogłębić naszą wiedzę zarówno na temat pochodzenia, jak i składu chemicznego najwcześniejszego życia na Ziemi” – mówi dr Hazen. „To otwiera drogę do wykorzystania inteligentnych czujników w zrobotyzowanych statkach kosmicznych, lądownikach i łazikach do wyszukiwania oznak życia, zanim próbki powrócą na Ziemię”.

Nowy test może od razu ujawnić historię tajemniczych, starożytnych skał na Ziemi i być może próbek już zebranych przez instrument Sample Analysis at Mars (SAM) łazika Mars Curiosity. Te ostatnie testy można przeprowadzić przy użyciu pokładowego instrumentu analitycznego o nazwie „SAM” (od analizy próbek na Marsie.

„Będziemy musieli ulepszyć naszą metodę, aby pasowała do protokołów SAM, ale możliwe, że mamy już dane, aby określić, czy na Marsie znajdują się cząsteczki pochodzące z organicznej biosfery marsjańskiej”.

„Poszukiwanie życia pozaziemskiego pozostaje jednym z najbardziej kuszących przedsięwzięć współczesnej nauki” – mówi główny autor Jim Cleaves z Earth and Planets Laboratory w Carnegie Institution for Science w Waszyngtonie.

„Konsekwencje tych nowych badań są liczne, ale można wyciągnąć z nich trzy istotne wnioski: po pierwsze, biochemia na pewnym głębokim poziomie różni się od abiotycznej chemii organicznej; po drugie, możemy przyjrzeć się próbkom Marsa i starożytnej Ziemi, aby stwierdzić, czy kiedyś żyły; i po trzecie, jest prawdopodobne, że dzięki tej nowej metodzie możliwe będzie odróżnienie biosfer alternatywnych od ziemskich, co będzie miało istotne implikacje dla przyszłych misji astrobiologicznych.”

Innowacyjna metoda analityczna nie polega po prostu na identyfikacji konkretnej cząsteczki lub grupy związków w próbce.

Zamiast tego naukowcy wykazali, że sztuczna inteligencja może odróżnić próbki biotyczne od abiotycznych, wykrywając subtelne różnice we wzorcach molekularnych próbki, co ujawniono w analizie metodą pirolizy chromatografii gazowej (która oddziela i identyfikuje części składowe próbki), a następnie spektrometrii mas (która określa masy cząsteczkowe) tych składników).

Obszerne, wielowymiarowe dane pochodzące z analiz molekularnych 134 znanych próbek abiotycznych lub biotycznych bogatych w węgiel wykorzystano do szkolenia sztucznej inteligencji w zakresie przewidywania pochodzenia nowej próbki. Sztuczna inteligencja zidentyfikowała próbki z około 90% dokładnością: Istoty żywe, takie jak współczesne muszle, zęby, kości, owady, liście, ryż, ludzkie włosy i komórki zakonserwowane w drobnoziarnistej skale Pozostałości starożytnego życia zmienione w wyniku obróbki geologicznej (np. węgiel, ropa naftowa, bursztyn i skamieniałości bogate w węgiel) ) lub Próbki pochodzenia abiotycznego, takie jak czyste chemikalia laboratoryjne (np. aminokwasy) i meteoryty bogate w węgiel. Autorzy dodają, że do tej pory pochodzenie wielu starożytnych próbek zawierających węgiel było trudne do ustalenia, ponieważ zbiory cząsteczek organicznych zarówno biotyczne, jak i abiotyczne, z czasem ulegają degradacji.

Co zaskakujące, pomimo znacznego rozkładu i zmian, nowa metoda analityczna wykryła oznaki biologii zachowane w niektórych przypadkach przez setki milionów lat.

Mówi dr Hazen: „Zaczęliśmy od pomysłu, że chemia życia zasadniczo różni się od chemii świata nieożywionego; że istnieją „chemiczne zasady życia”, które wpływają na różnorodność i rozmieszczenie biomolekuł. Gdybyśmy mogli wydedukować te zasady, możemy ich używać do kierowania naszymi wysiłkami w modelowaniu początków życia lub wykrywaniu subtelnych oznak życia w innych światach.

„Te wyniki oznaczają, że być może uda nam się znaleźć formę życia z innej planety, innej biosfery, nawet jeśli bardzo różni się ona od życia, które znamy na Ziemi. A jeśli znajdziemy oznaki życia gdzie indziej, będziemy mogli stwierdzić, czy życie tam istnieje na Ziemi i innych planetach mających wspólne lub różne pochodzenie.”

„Innymi słowy, metoda powinna umożliwiać wykrywanie biochemii obcych, a także życia na Ziemi. To wielka sprawa, ponieważ stosunkowo łatwo jest wykryć biomarkery molekularne życia na Ziemi, ale nie możemy zakładać, że obce życie będzie korzystać z DNA, aminokwasy itp. Nasza metoda szuka wzorców rozkładów molekularnych, które wynikają z zapotrzebowania życia na „funkcjonalne” cząsteczki.

reklama

źródło Carnegie Science Earth and Planets Laboratory. "Did life exist on Mars? Other planets? With AI's help, we may know soon." ScienceDaily. ScienceDaily, 25 September 2023. <www.sciencedaily.com/releases/2023/09/230925153744.htm>.