.jpg "Scoperta la prova più antica di vita sulla Terra grazie a IA e chimica 1")
- Quanto è antica la vita sulla Terra?
- Che cosa ha scoperto l’IA nelle rocce?
- E cosa rivelano i nuovi indizi sulla fotosintesi primordiale?
Nuove tracce della vita primordiale: scoperta di residui chimici in rocce di 3.330 milioni di anni
Una ricerca recente mostra che le tracce della vita sulla Terra sono più persistenti di quanto si pensasse. Deboli segnali chimici, nascosti all’interno di rocce antiche, sono stati identificati grazie a un nuovo metodo che combina analisi chimiche avanzate e modelli di intelligenza artificiale (IA). Il team guidato dalla Carnegie Institution for Science di Washington ha rilevato firme biologiche in materiali vecchi fino a 3.330 milioni di anni e ha trovato indizi molecolari che la fotosintesi era già presente 2.500 milioni di anni fa — circa 800 milioni di anni prima rispetto alle stime precedenti.
Campione e risultati principali
I ricercatori hanno analizzato oltre 400 campioni, tra cui sedimenti antichi, fossili, organismi moderni e perfino meteoriti. I risultati, pubblicati su Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), dimostrano che il metodo è in grado di individuare materiale biologico — da microbi a piante e animali — in rocce molto vecchie, anche dopo la scomparsa delle biomolecole originali. La tecnica distingue materia organica di origine biologica da materiale non vivente (per esempio carbonio meteorico o sintetico) con una precisione superiore al 90%.
Tra i campioni confermati vi sono sedimenti del giacimento di Josefsdal, in Sudafrica, datati 3.330 milioni di anni. Prima di questo studio, le firme molecolari più antiche identificate risalivano a circa 1.700 milioni di anni.
Prove sulla fotosintesi e impatto sull’atmosfera terrestre
Nelle rocce della formazione Gamohaan, sempre in Sudafrica, il gruppo ha identificato molecole compatibili con processi fotosintetici risalenti ad almeno 2.500 milioni di anni fa. Capire quando è comparsa la fotosintesi è fondamentale per spiegare l’aumento di ossigeno nell’atmosfera terrestre, evento che ha reso possibile la comparsa di forme di vita complesse, compresi i vertebrati e, in ultima analisi, gli esseri umani.
Perché è difficile trovare biomarcatori nelle rocce antiche
I residui molecolari delle forme di vita più primitive sono rari e fragili. Spesso sono stati sotterrati, alterati o distrutti da processi geologici. Per questo i paleobologi si sono finora affidati soprattutto ai fossili macroscopici — strutture mineralizzate come stromatoliti e biofilm — che possono dimostrare la presenza di vita ma non forniscono sempre informazioni molecolari.
Le rocce antiche subiscono alterazioni che frammentano le biomolecole in componenti troppo piccoli e generici per essere diagnostici. Le molecole organiche più resistenti, come derivati di membrane cellulari o alcuni prodotti metabolici, sono state trovate in sedimenti fino a 1.700 milioni di anni fa; oltre tale soglia diventava difficile estrarre informazioni utili.
Metodo: chimica combinata con IA (Py-GC-MS + deep learning)
Il team ha impiegato la pirolisi-cromatografia di gas-spettrometria di massa (Py-GC-MS) per liberare e analizzare i frammenti chimici intrappolati nelle matrici rocciose. Successivamente ha applicato modelli di apprendimento automatico — generando centinaia di alberi di decisione — per classificare i dati e identificare pattern ecologici e tassonomici nascosti. Gli autori definiscono questo lavoro il primo a combinare Py-GC-MS con tecniche di deep learning per individuare biofirme in rocce plurimiliardarie.
Secondo i ricercatori, anziché puntare su singole molecole, il modello riconosce schemi di distribuzione chimica tipici dei sistemi viventi. La vita tende infatti a produrre pochi tipi di molecole in grandi abbondanze, a differenza delle miscele abiotiche (per esempio nei meteoriti) che presentano una distribuzione più casuale. Il modello è stato addestrato a distinguere materia organica biologica da materiali meteorici o sintetici, raggiungendo una accuratezza fino al 98 %.
Limiti, complementarità e prospettive
Gli autori sottolineano che il metodo è complementare — non sostitutivo — delle tecniche tradizionali come l’analisi isotopica e lo studio della morfologia fossile. Per migliorare ulteriormente le prestazioni, il gruppo intende ampliare il database di addestramento con un maggior numero e varietà di campioni, in particolare fossili animali e materiali abiotici diversificati.
Se la validità della procedura verrà confermata su scala più ampia, essa rappresenterebbe uno strumento potente sia per ricostruire l’origine e l’evoluzione della vita sulla Terra sia per la ricerca astrobiologica. I ricercatori prevedono di testare i loro modelli su rocce provenienti da deserti terrestri analoghi alle superfici esplorabili su Marte, esplorando così il potenziale applicativo del metodo nella ricerca di tracce di vita al di fuori del nostro pianeta.
Prossimi passi della ricerca
Il gruppo ha annunciato l’intenzione di perfezionare i modelli, sperimentare vari approcci di apprendimento automatico e ampliare le analisi a nuove tipologie di rocce e contesti geologici. L’obiettivo è ottenere una classificazione sempre più dettagliata delle firme organiche residue e rendere il metodo uno strumento praticabile anche per missioni di esplorazione spaziale.