Ein internationales Forschungsteam um die Carnegie Institution for Science hat in alten Gesteinen, die vor über 3,3 Milliarden Jahren entstanden sind, neue chemische Hinweise auf frühes Leben auf der Erde entdeckt. Die Studie liefert erstmals überzeugende molekulare Beweise dafür, dass Sauerstoff produzierende Photosynthese bereits vor fast einer Milliarde Jahren früher begann, als bisher angenommen. Die Wissenschaftler kombinierten hochentwickelte chemische Analyseverfahren mit künstlicher Intelligenz (KI), um winzige, verblasene chemische „Spuren“ von biologischer Aktivität zu erkennen – selbst dort, wo die ursprünglichen Biomoleküle längst zerstört waren. Durch maschinelles Lernen trainierten sie Modelle, um charakteristische Muster in molekularen Fragmenten zu identifizieren, die auf Leben hinweisen. Dabei untersuchten sie über 400 Proben, darunter moderne Organismen, Milliardenjahre alte Fossilien und Meteorite. Die KI erkannte biologische Ursprünge mit einer Genauigkeit von über 90 Prozent und entdeckte Hinweise auf Photosynthese bereits in Gesteinen aus der Zeit vor 2,5 Milliarden Jahren – damit fast doppelt so früh wie zuvor bekannt. Ein zentraler Beitrag kam von Katie Maloney von der Michigan State University, die besonders gut erhaltene Seetang-Fossilien aus dem Yukon (Kanada) bereitstellte, die etwa eine Milliarde Jahre alt sind. Diese gehören zu den frühesten bekannten komplexen Lebensformen und ermöglichen Einblicke in die Entwicklung früher Ökosysteme. Ihre Arbeit zeigt, wie frühe Photosynthese die Erde veränderte – durch die Einführung von Sauerstoff in die Atmosphäre und die Schaffung neuer Lebensbedingungen. Die Herausforderung bei der Suche nach frühen Biosignaturen liegt darin, dass ursprüngliche biologische Materialien durch tektonische Aktivitäten, Hitze und Druck über Milliarden Jahre hinweg zerstört wurden. Doch die neue Methode zeigt: Selbst wenn die ursprünglichen Moleküle verschwunden sind, können die Anordnungen der verbleibenden chemischen Fragmente noch Hinweise auf biologische Prozesse enthalten. Dies eröffnet eine neue Sicht auf die frühe Biosphäre der Erde. Die Ergebnisse, veröffentlicht in Proceedings of the National Academy of Sciences, haben weitreichende Konsequenzen. Sie erweitern die Zeitspanne, in der chemische Lebensspuren nachgewiesen werden können, um fast ein Drittel der Erdgeschichte. Gleichzeitig eröffnet die KI-gestützte Analyse neue Wege für die Suche nach Leben im All. Die Methoden könnten künftig auf Proben von Mars, Titan oder anderen Himmelskörpern angewandt werden, um zu prüfen, ob jemals Leben existiert hat. Experten sehen in der Studie einen Meilenstein: „Dies ist nicht nur ein Fortschritt in der Paläobiologie, sondern eine neue Ära der Biosignaturforschung“, sagt ein Fachexperte. Die Kombination aus Chemie und KI ermöglicht es, „die Stimmen der Vergangenheit zu hören, die sonst für immer verstummt wären“. Die Carnegie Institution und ihre Partner setzen damit neue Standards für die Erforschung der frühen Erde und die Suche nach extraterrestrischem Leben.