Publié le 17 novembre 2023. Une équipe internationale de scientifiques a mis au point une méthode révolutionnaire combinant chimie de pointe et intelligence artificielle pour détecter des traces de vie datant de plus de 3,3 milliards d’années, repoussant ainsi d’un milliard d’années la date estimée de l’apparition de la photosynthèse oxygénique.
- Des signaux moléculaires témoignant d’une activité photosynthétique ancienne ont été identifiés dans des roches datant de plus de 3,3 milliards d’années.
- Cette découverte a été rendue possible grâce à l’utilisation de l’intelligence artificielle pour analyser des fragments moléculaires issus de matériaux organiques et inorganiques.
- La nouvelle méthode pourrait être appliquée à la recherche de vie sur d’autres planètes, notamment sur Mars.
La recherche de traces de vie primitive est un défi de taille, car les biosignatures originales sont souvent effacées par les processus géologiques au fil des millénaires. Une équipe de chercheurs, dirigée par la Carnegie Institution for Science et en collaboration avec l’Université d’État du Michigan, a cependant réussi à franchir une étape importante grâce à une approche innovante. Ils ont combiné des techniques chimiques avancées avec l’intelligence artificielle (IA) pour identifier des « empreintes » chimiques laissées par des organismes vivants, même lorsque les biomolécules elles-mêmes ont disparu.
L’étude, publiée dans les Proceedings of the National Academy of Sciences, s’appuie sur l’analyse à haute résolution de matériaux organiques et inorganiques, décomposés en fragments moléculaires. Un système d’IA a ensuite été entraîné à reconnaître les schémas chimiques associés à la vie. Plus de 400 échantillons, incluant des plantes, des animaux, des fossiles et des météorites vieux de plusieurs milliards d’années, ont été analysés. Le modèle d’IA a démontré une précision supérieure à 90 % pour distinguer les matériaux biologiques des matériaux non biologiques et a détecté des signes de photosynthèse dans des roches datant d’au moins 2,5 milliards d’années.
La professeure adjointe Katie Maloney, du Département des sciences de la Terre et de l’environnement de la Michigan State University, a joué un rôle clé dans cette recherche en fournissant des fossiles d’algues exceptionnellement bien conservés, provenant du Yukon, au Canada. Ces échantillons, vieux d’un milliard d’années, représentent certaines des plus anciennes algues connues dans les archives fossiles, une époque où la vie sur Terre était principalement microscopique.
Jusqu’à présent, des signatures moléculaires incontestables de la vie n’avaient été identifiées que dans des roches de moins de 1,7 milliard d’années. Cette nouvelle méthode double donc la fenêtre temporelle pendant laquelle il est possible d’étudier les biosignatures chimiques, ouvrant ainsi de nouvelles perspectives sur les origines et l’évolution précoce de la vie.
« La combinaison de l’analyse chimique et de l’apprentissage automatique a révélé des indices biologiques sur la vie ancienne qui étaient auparavant invisibles. »
Katie Maloney, professeure adjointe au Département des sciences de la Terre et de l’environnement de la Michigan State University
Le Dr Robert Hazen, scientifique principal chez Carnegie et co-auteur principal de l’étude, souligne l’importance de cette avancée :
« La vie ancienne laisse bien plus que des fossiles ; elle laisse des échos chimiques. Grâce à l’apprentissage automatique, nous pouvons désormais interpréter ces échos de manière fiable pour la première fois. »
Robert Hazen, scientifique principal chez Carnegie
Les chercheurs estiment que cette technique pourrait également être appliquée à l’analyse d’échantillons provenant de Mars ou d’autres corps planétaires, afin de déterminer s’ils ont pu abriter des formes de vie dans le passé. La capacité à détecter des traces de vie, même en l’absence de biomolécules intactes, représente une avancée significative dans la recherche d’une vie extraterrestre.