Un equipo de investigadores combino tecnicas quimicas avanzadas con inteligencia artificial para identificar senales biologicas en rocas de mas de 3.300 millones de anos, lo que representa un retroceso de cerca de 800 millones de anos en el registro molecular detectable de la Tierra.
Este hallazgo no solo amplia el limite temporal conocido de la biosfera, sino que tambien pone a la nueva metodologia en el centro de la exploracion astrobiologica futura.
Los resultados indican que la vida dejo rastros quimicos mucho antes de lo estimado, y que esos rastros pueden persistir incluso despues de la destruccion de las biomoleculas originales por procesos geologicos intensos.
Ademas de ampliar la cronologia, la tecnica desarrollada ofrece una herramienta novedosa para estudiar el pasado biologico de cuerpos rocosos mas alla de la Tierra.
Hasta ahora, la busqueda de vida antigua en otros planetas se apoyaba en senales estructurales o quimicas simples, que con frecuencia quedan muy erosionadas o desaparecen.
En esta investigacion, los cientificos demostraron que un patron molecular muy fragmentado conserva informacion diagnostica invisible para tecnicas convencionales, pero recuperable mediante modelos de aprendizaje automatico que detectan regularidades sutiles.
El trabajo se realizo en colaboracion entre la Institucion Carnegie para la Ciencia, la Universidad Estatal de Michigan y otros centros internacionales. Sus analisis sugieren que la fotosintesis oxigenica aparecio casi mil millones de anos antes de lo que se estimaba anteriormente.
Ese adelanto modifica la comprension quimica del Arcaico -epoca de oceanos primitivos, atmosfera con poco oxigeno y alta actividad volcanica- al mostrar que la produccion de oxigeno pudo comenzar en condiciones mas extremas de las suponidas, con implicaciones para la evolucion de la vida compleja.
La ventana temporal de 3.300 millones de anos y un registro renovado
El primer pilar del avance fue la deteccion de senales quimicas de vida en rocas de 3.300 millones de anos. Antes de este estudio, las evidencias moleculares seguras solo llegaban hasta aproximadamente 1.700 millones de anos.
Ese limite se debia al deterioro extremo de las biomoleculas por calor, presion y procesos de mineralizacion que borraban la senal directa. El nuevo enfoque amplia considerablemente el intervalo temporal accesible y permite reconstruir episodios biologicos anteriores a los fosiles visibles.
La pieza clave fue un modelo de IA entrenado con mas de 400 muestras, que incluyeron materiales biologicos y no biologicos: plantas, animales, fosiles de distintas edades y meteoritos, para exponer al algoritmo a una amplia variedad de patrones moleculares.
Los materiales se descompusieron hasta fragmentos basicos mediante cromatografia de gases y espectrometria de masas, con pirolisis para generar fragmentos extremadamente pequenos que pueden sobrevivir miles de millones de anos.
Tras el entrenamiento, el modelo identifico materiales biologicos con una precision superior al 90%, alcanzando en ocasiones el 98%. Se detectaron indicios claros de fotosintesis en rocas de al menos 2.500 millones de anos, lo que sugiere produccion de oxigeno mucho antes de lo propuesto tradicionalmente.
La investigadora Katie Maloney aporto muestras, entre ellas fosiles de algas marinas de mil millones de anos del Yukon, y destaco: “La combinacion de analisis quimico y aprendizaje automatico ha revelado pistas biologicas antiguas que antes eran invisibles”.
Esas pistas provienen de la distribucion de fragmentos organicos que perduran aun cuando las biomoleculas originales han desaparecido. Donde las tecnicas convencionales veian silencio, la IA consiguio recuperar un patron quimico coherente.
Robert Hazen, coautor y lider del proyecto, resumio: “La vida antigua deja ecos quimicos; con aprendizaje automatico podemos interpretar esos ecos de forma fiable por primera vez”.
Esta capacidad amplia la frontera temporal de la biologia terrestre y cuestiona las ideas previas sobre el origen y la extension de la fotosintesis.
Una tecnica con destino interplanetario
El metodo tiene aplicaciones mas alla de la geologia terrestre: abre la posibilidad de buscar rastros quimicos de vida antigua en Marte y en lunas como Europa o Encelado, especialmente en ambientes con historial hidrotermal o volcanico.
Hasta ahora, la exploracion planetaria se baso en instrumentos que detectan compuestos simples, texturas minerales o estructuras microscopicas; en ambientes extremos cualquier biofirma evidente podria haberse perdido.
El algoritmo actua como un interprete de ecos quimicos, analizando patrones formados cuando organismos interactuan con su entorno y dejan rastros unicos que resisten compresion, calentamiento y reacciones quimicas.
La Tierra ya proporciona la prueba: rocas de mas de 3.300 millones de anos conservan estas huellas pese a intensas transformaciones. Por ello, muchos cientificos consideran plausible encontrar senales similares en superficies marcianas estables por miles de millones de anos.
Segun Anirudh Prabhu: “Aunque la degradacion dificulte detectar signos de vida, nuestros modelos de aprendizaje automatico pueden identificar las huellas sutiles de procesos biologicos antiguos”.
En el futuro, esta tecnica permitira analizar muestras marcianas con un nivel de detalle antes inalcanzable, beneficiando misiones que traeran material a la Tierra y la eleccion de instrumentos para explorar otros cuerpos.
Los oceanos subsuperficiales de Europa y Encelado, donde el contacto entre agua liquida y rocas minerales favorece quimica organica compleja, son escenarios especialmente adecuados para aplicar este enfoque.
Ampliar el registro temporal terrestre no solo reescribe la historia planetaria, sino que tambien orienta donde y como buscar vida fuera de la Tierra, que misiones planear y que instrumentos priorizar.
Este avance confirma que la vida deja un impacto quimico duradero y que ese impacto puede detectarse incluso despues de miles de millones de anos.
Por primera vez existe una tecnica capaz de recuperar esos ecos primordiales para iluminar tanto el pasado de la Tierra como el potencial biologico de otros mundos.
Asi, la investigacion extiende el viaje hacia los origenes hasta 3.300 millones de anos y abre nuevas vias para la exploracion planetaria.
