Хіміки вважають, що при зародженні життя вуглеводи синтезувалися із простих молекул в процесі автокаталітичної реакції Бутлерова.
На початку 1860-х років великий російський хімік Бутлеров відкрив хімічну реакцію, в процесі якої проста органічна сполука формальдегід (CH2O) в лужному середовищі перетворюється в суміш різноманітних цукрів. Деякі продукти цієї реакції (наприклад, глікольальдегід CH2(OH)CHO) є її каталізаторами. Це означає, що реакція Бутлерова - автокаталітичний процес. Однак в стандартних умовах під час цієї реакції утворюється суміш із багатьох цукрів, серед яких молекули, необхідні для життя, становлять лише долі відсотка і існують недовго. Виявилося, що за присутності силікату натрію - речовини, що входить до складу багатьох гірських порід, - реакція Бутлерова стає більш упорядкованою і передбачуваною, а отримані цукри набувають стабільності.
Раніше було показано, що п'яти- і шестивуглецеві цукри утворюють із силікатами стійкі комплекси. Це і навело авторів роботи на думку, що реакцію Бутлерова можна стабілізувати за допомогою силікатів. Їх здогадка блискуче підтвердилася. У експериментах в якості вихідних субстратів використовувалися формальдегід, двовуглецевий глікоальдегід і тривуглецевий гліцеральдегід в різних комбінаціях. На виході отримували в основному 4-, 5-, і 6-вуглецеві цукри, причому їх різноманітність була стабільна. За "звичайних" умов продукти реакції Бутлерова через півгодини після початку реакції радикально відрізняються від того, що виявляється у реакційній суміші через 12 годин. За присутності силікатів ця різниця радикально зменшилася.
Виявлені ефекти пояснюються тим, що силікати вибірково приєднують до себе деякі цукри (по 2 молекули цукру на один атом кремнію), причому утворені комплекси уже не беруть участь у подальших хімічних перетвореннях. Ті молекули цукрів, структура яких не дозволяє їм приєднуватися до силікату, продовжують змінюватися до тих пір, поки не набудуть такої здатності. Тоді вони відразу утворюють цукрово-силікатний комплекс і випадають із наступних перетворень. Таким чином, силікати здійснюють своєрідний відбір цукрів, а "вибраним" молекулам надають стійкість, якої позбавлені інші цукри. У результаті в розчині накопичуються молекули цукрів певного типу. Їх можна потім відокремити від силікату, зменшивши рН середовища, і отримати таким чином "чисті" цукри.
Щоб цукор зміг приєднатися до силікату, його молекула повинна мати певну структуру. Вона повинна включати не менше 4 атомів вуглецю, бути замкнута в кільце і мати 2 сусідні гідроксильні групи, повернуті в одну і ту ж сторону. Таким чином, відбір здійснюється в тому числі і за стереохімічними ознаками, хоча проблему хіральності це не вирішує (силікати не завжди віддають перевагу "правим" цукрам). Автори впевнені, що із хіральністю їм допоможуть справитися алюмосилікати.
Склад цукрів, що отримуються в реакції Бутлерова за присутності силікатів, залежить від складу вихідної суміші. Наприклад, якщо там був тільки двовуглецевий цукор, то на виході отримуються в основному два чотривуглецеві цукри - треоза і еритроза. Якщо у вихідній суміші, крім глікоальдегіда, є також гліцеральдегід, то на виході отримуються 4-, 5- і шести вуглецеві цукри. Аналогічний склад отримується із суміші формальдегіда із глікоальдегідом або із суміші всіх трьох вихідних речовин. Якщо спочатку в розчині був тільки гліцеральдегід, отримуються майже виключно шестивуглецеві цукри. Вихідні молекули надзвичайно малі, щоб приєднуватися до силікату, тому вони починають з'єднуватися між собою. Як тільки з'являється молекула, структура якої дозволяє їй утворити комплекс із силікатом, комплекс утворюється і цукор стабілізується. Тому молекули із великою кількістю атомів вуглецю не встигають утворитися.
Таким чином, автори знайшли вирішення проблеми стабільності цукрів, що утворюються абіогенним шляхом.

Ресурс: Joseph B. Lambert, Senthil A. Gurusamy-Thangavelu, Kuangbiao Ma. The Silicate-Mediated Formose Reaction: Bottom-Up Synthesis of Sugar Silicates // Science. 2010. V. 321. P. 984-986.