En eski yaşam izleri ortaya çıktı
Güney Afrika’nın Mpumalanga bölgesinden çıkarılan fosilleşmiş karbon kalıntıları, şimdiye kadar keşfedilen en eski kimyasal yaşam izlerini ortaya çıkardı. Yapılan yeni bir makine öğrenimi analizine göre, 3,33 milyar yıllık Josefsdal Chert kaya örneği, Dünya’da yaşamın varlığına dair şimdiye kadar elde edilen en güçlü ve en eski kimyasal kanıtı sunuyor.
Araştırma ekibi, aynı yöntemle 2,52 ve 2,3 milyar yıllık kaya örneklerinde de şimdiye kadar bilinen en eski fotosentez izlerini tespit etti. Bu bulgular, fotosentezin belgelenmiş tarihini 800 milyon yıldan fazla geriye taşıyor.
ABD Carnegie Bilim Enstitüsü’nden mineralog ve astrobiyolog Robert Hazen, sonuçların yaşamın yalnızca fiziksel fosiller değil, kimyasal “yankılar” da bıraktığını ortaya koyduğunu belirterek, “Makine öğrenimi sayesinde bu yankıları ilk kez güvenilir şekilde yorumlayabiliyoruz.” dedi.
Zaman, jeolojik süreçler ve bozunma, eski yaşam izlerini tanımayı zorlaştırıyor. Bilim insanlarına göre Dünya'daki ilk yaşam çok küçük mikroplardan oluşuyordu ve bunların fiziksel kalıntıları milyarlarca yılda önemli ölçüde değişime uğradı. Ancak stromatolitler, siyah çört ve şeyl gibi kayaçlarda, bu mikropların bıraktığı karbon kalıntıları halen korunmuş durumda.
Sorun ise bu karbon izlerinin gerçekten biyolojik mi yoksa biyolojik olmayan bir süreçle mi oluştuğunu ayırt etmekti. Hazen ve ekibi, ilk olarak daha genç örneklerde biyolojik moleküllerin bıraktığı ince kimyasal desenleri belirledi; ardından bu desenleri insan gözünün fark edemeyeceği seviyede tanıyabilen bir makine öğrenimi modeli geliştirdi.
Ardından araştırmacılar, stromatolitler ve silika matris içindeki eski karbon izleri dahil olmak üzere 406 modern ve antik örneği Py-GC-MS adı verilen bir teknikle analiz etti. Bu yöntem, örneği ısıtarak organik parçalarını ayırıyor ve kütle imzalarını ölçüyor. Makine öğrenimi modeli, bu verilerden biyolojik desenleri yüzde 90’ın üzerinde doğrulukla tespit etti.
Elde edilen verilerde daha genç (500 milyon yıldan küçük) örneklerin güçlü biyolojik imzalar gösterdiği, ancak yaş arttıkça kimyasal detayların bozulduğu görüldü. Buna rağmen modelin pozitif biyolojik kimya saptadığı en eski örnek, 3,33 milyar yıllık Josefsdal Chert oldu.
Bu durum, daha eski örneklerin biyolojik olmadığı anlamına gelmiyor; yalnızca kimyasal imzaların zamanla algılanamaz hâle gelmiş olabileceği belirtiliyor. Araştırmacılar, yaşamın Dünya’da en az 3,33 milyar yıl önce ortaya çıktığını ve muhtemelen daha da erken bir geçmişe uzandığını düşünüyor.
Hazen, bu çalışmanın “Dünya’nın en eski biyolojik imzalarını çözme konusunda büyük bir sıçrama” olduğunu vurgulayarak, “Makine öğrenimi ile güçlü kimyasal analizi birleştirerek erken yaşamın bıraktığı moleküler ‘hayaletleri’ okuyabiliyoruz.” ifadelerini kullandı.
Çalışma, Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) dergisinde yayımlandı.