Descubren vida en la Tierra hace 3.3 mil millones de años gracias a biosignaturas

Un nuevo estudio reveló evidencias químicas de vida en rocas que tienen más de 3.3 mil millones de años. Además, se encontraron trazas moleculares que indican que la fotosíntesis que produce oxígeno surgió casi mil millones de años antes de lo que se había estimado anteriormente.

El equipo internacional, liderado por investigadores de la Carnegie Institution for Science, combinó química de vanguardia con inteligencia artificial para descubrir sutiles "susurros" químicos de biología atrapados en rocas antiguas. Utilizando aprendizaje automático, los investigadores entrenaron computadoras para reconocer huellas moleculares sutiles dejadas por organismos vivos, incluso cuando las biomoléculas originales se habían degradado hace mucho tiempo.

Entre los colaboradores se encontraba Katie Maloney, profesora asistente en el Departamento de Ciencias de la Tierra y del Medio Ambiente de Michigan State University, quien estudia la evolución de la vida compleja temprana y su impacto en los ecosistemas antiguos. Maloney contribuyó con muestras de fósiles de algas marinas excepcionalmente bien conservados, de casi un mil millones de años, provenientes del Territorio del Yukón, Canadá. Estas muestras representan uno de los primeros tipos de algas conocidas en el registro fósil, cuando la mayoría de la vida solo podía ser observada a través de un microscopio.

El estudio, publicado en los Proceedings of the National Academy of Sciences, no solo profundiza en la comprensión de la biosfera más antigua de la Tierra, sino que también tiene implicaciones para la búsqueda de vida más allá de nuestro planeta. El mismo enfoque podría utilizarse para analizar muestras de Marte u otros cuerpos planetarios para detectar si alguna vez albergaron organismos vivos.

Desbloqueando biosignaturas antiguas con IA

"Las rocas antiguas están llenas de acertijos interesantes que cuentan la historia de la vida en la Tierra, pero siempre faltan algunas piezas", comentó Maloney. "La combinación de análisis químico y aprendizaje automático ha revelado pistas biológicas sobre la vida antigua que antes eran invisibles".

La vida más temprana de la Tierra dejó pocas trazas moleculares. Los pocos restos frágiles, como células antiguas y mats microbianos, fueron enterrados, aplastados, calentados y fracturados dentro de la inquieta corteza terrestre antes de ser devueltos a la superficie. Estas transformaciones prácticamente aniquilaron las biosignaturas que contienen pistas vitales sobre los orígenes y la evolución temprana de la vida.

El nuevo trabajo sugiere que la distribución de fragmentos biomoleculares encontrados en rocas antiguas aún preserva información diagnóstica sobre la biosfera, incluso si no quedan biomoléculas originales.

De hecho, esta nueva investigación muestra que la vida dejó más huellas de las que se había imaginado: "susurros" químicos tenues atrapados en lo profundo de rocas antiguas.

Ampliando la ventana para la detección de vida

El equipo utilizó un análisis químico de alta resolución para descomponer materiales orgánicos e inorgánicos en fragmentos moleculares, y luego entrenó un sistema de inteligencia artificial para reconocer las "huellas dactilares" químicas dejadas por la vida.

Los científicos examinaron más de 400 muestras de plantas y animales, fósiles de mil millones de años y meteoritos. El modelo de IA distinguió materiales biológicos de no biológicos con más del 90% de precisión y detectó signos de fotosíntesis en rocas de al menos 2.5 mil millones de años.

Hasta ahora, las trazas moleculares que indicaban de manera confiable la vida solo se habían encontrado en rocas de menos de 1.7 mil millones de años. Este nuevo método aproximadamente duplica la ventana de tiempo que los científicos pueden estudiar utilizando biosignaturas químicas.

"La vida antigua deja más que fósiles; deja ecos químicos", afirmó Dr. Robert Hazen, científico senior del Carnegie y coautor del estudio. "Usando aprendizaje automático, ahora podemos interpretar estos ecos de manera confiable por primera vez".

Para Maloney, cuyo enfoque de investigación se centra en cómo la vida fotosintética temprana transformó el planeta, las implicaciones son profundas.

"Esta técnica innovadora nos ayuda a leer el registro fósil en una nueva forma", concluyó. "Esto podría ayudar a guiar la búsqueda de vida en otros planetas".