Inteligência Artificial e Astrobiologia: Um novo caminho para detectar vida extraterrestre
Cientistas alcançaram um avanço significativo no campo da astrobiologia com o desenvolvimento de um novo e preciso teste para detectar sinais de vida passada ou atual em corpos celestes. Publicada na revista Proceedings of the National Academy of Sciences, uma equipe de pesquisa composta por sete membros revelou o sucesso do uso de uma abordagem baseada em inteligência artificial (IA) que distingue entre amostras biológicas modernas e antigas e materiais abióticos (não vivos) com uma notável taxa de precisão de 90%.
O Dr. Hazen, um dos pesquisadores, descreveu este método inovador como tendo o potencial de revolucionar a busca por vida extraterrestre e aprofundar nossa compreensão tanto das origens da vida na Terra quanto de sua química. Ele enfatizou sua aplicabilidade no uso de sensores inteligentes em espaçonaves robóticas, sondas e rovers para procurar sinais de vida em outros planetas, mesmo antes de trazer as amostras de volta à Terra.
Este teste tem implicações imediatas para desvendar a história de rochas antigas enigmáticas na Terra e pode potencialmente lançar luz sobre amostras coletadas pelo instrumento de Análise de Amostras em Marte (SAM) do rover Curiosity em Marte. A adaptação do método para corresponder aos protocolos do SAM está no horizonte, com a esperança de determinar se há moléculas em Marte de uma biosfera marciana orgânica.
O autor principal Jim Cleaves destacou a importância desta pesquisa, enfatizando três pontos-chave: em primeiro lugar, que a bioquímica difere fundamentalmente da química orgânica abiótica em um nível profundo; em segundo lugar, que amostras de Marte e da Terra antiga poderiam revelar se já foram vivas; e, em terceiro lugar, que este método poderia diferenciar biosferas alternativas da Terra, impactando futuras missões de astrobiologia.
Ao contrário dos métodos tradicionais focados na identificação de moléculas específicas ou grupos de compostos, esta nova abordagem depende da capacidade da IA de discernir diferenças sutis nos padrões moleculares de uma amostra, revelados por análise de cromatografia gasosa por pirólise e espectrometria de massa. Envolveu vastos conjuntos multidimensionais de dados das análises moleculares de 134 amostras ricas em carbono conhecidas como abióticas ou bióticas, que foram usadas para treinar modelos de IA a prever a origem de novas amostras. Notavelmente, alcançou uma taxa de precisão de aproximadamente 90% na identificação de amostras provenientes de organismos vivos, restos de vida antiga alterados por processos geológicos ou amostras com origens abióticas.
Uma descoberta intrigante foi a capacidade do método de detectar sinais de biologia preservados por centenas de milhões de anos em alguns casos, apesar da degradação e alteração significativas.
O Dr. Hazen enfatizou que esta pesquisa começou com a ideia de que a química da vida difere fundamentalmente da do mundo inanimado. Se as regras químicas da vida pudessem ser deduzidas, elas poderiam orientar os esforços para compreender as origens da vida e detectar sinais sutis de vida em outros planetas. Importante, este método pode distinguir não apenas a vida na Terra, mas também bioquímicas alienígenas, apresentando uma vantagem significativa na busca por vida extraterrestre.
O co-autor Anirudh Prabhu comparou o papel da IA à separação de moedas usando vários atributos e à criação de insights detalhados por meio de combinações de atributos ao lidar com centenas de atributos.
Do ponto de vista químico, as diferenças entre amostras bióticas e abióticas relacionam-se a características como solubilidade em água, pesos moleculares e volatilidade. Uma célula viva exibe uma distribuição distinta de moléculas solúveis em água e insolúveis em água, que difere das distribuições em amostras abióticas como petróleo e carvão.
Esta nova técnica tem o potencial de resolver questões científicas de longa data na Terra, como a natureza de sedimentos pretos de 3,5 bilhões de anos na Austrália Ocidental e amostras semelhantes de outras regiões, como o Norte do Canadá, África do Sul e China.
As aplicações deste método se estendem à biologia, paleontologia e arqueologia, com a possibilidade de distinguir entre vários tipos de células antigas e matéria orgânica, incluindo vida fotossintética e eucariotos.
Especialistas na área elogiaram esta pesquisa por seu potencial em revolucionar a busca por vida extraterrestre, resolver mistérios científicos da Terra e oferecer insights em várias áreas de estudo, incluindo astrobiologia, história da Terra primitiva e biossinais agnósticos de vida. Sua potencial aplicação em espaçonaves para a exploração de nosso sistema solar também aprimora sua importância. [Phys]
