Нетти Мария Стивенс (7 июля 1861 г. – 4 мая 1912 г.) [1] была американским генетиком, которая открыла половые хромосомы . В 1905 году, вскоре после повторного открытия статьи Менделя по генетике в 1900 году, она заметила, что самцы мучных червей производят два вида спермы: одну с большой хромосомой и одну с маленькой хромосомой. Когда сперма с большой хромосомой оплодотворяла яйцеклетки, они производили женское потомство, а когда сперма с маленькой хромосомой оплодотворяла яйцеклетки, они производили мужское потомство. Пара половых хромосом, которую она изучала, позже стала известна как хромосомы X и Y. [2] [3] [4]
Нетти Мария Стивенс родилась 7 июля 1861 года в Кавендише, штат Вермонт, у Джулии (урожденной Адамс) и Эфраима Стивенса. В 1863 году, после смерти ее матери, ее отец снова женился, и семья переехала в Уэстфорд, штат Массачусетс . [2] [5] Ее отец работал плотником и зарабатывал достаточно денег, чтобы обеспечить Нетти и ее сестру Эмму хорошим образованием в средней школе.
Во время обучения Стивенс была одной из лучших в своем классе. Она и ее сестра Эмма были двумя из трех женщин, окончивших Westford Academy между 1872 и 1883 годами. После окончания обучения в 1880 году Стивенс переехала в Ливан, штат Нью-Гемпшир, чтобы преподавать в средней школе зоологию, физиологию, математику, английский и латынь. Через три года она вернулась в Вермонт, чтобы продолжить учебу. Стивенс продолжила свое образование в Westfield Normal School (ныне Westfield State University ). Она закончила четырехлетний курс за два года и окончила его с наивысшими баллами в своем классе. [2] Стремясь получить дополнительное образование в области естественных наук, в 1896 году Стивенс поступила в недавно основанный Стэнфордский университет , где в 1899 году получила степень бакалавра, а в 1900 году — степень магистра биологии. [2] Она все больше сосредоточивалась на гистологии после завершения года аспирантуры по физиологии под руководством Оливера Пиблза Дженкинса и его бывшего студента и доцента Фрэнка Мейса Макфарланда . [5] [2]
После изучения физиологии и гистологии в Стэнфорде, Стивенс поступила в колледж Брин-Мор, чтобы продолжить обучение в докторантуре по цитологии . Она сосредоточила свои докторские исследования на таких темах, как регенерация у примитивных многоклеточных организмов, структура одноклеточных организмов, развитие спермы и яйцеклеток, зародышевых клеток насекомых и деление клеток у морских ежей и червей. Во время обучения в аспирантуре в Брин-Мор Стивенс была назначена европейским стипендиатом президента и провела год (1901–02) на зоологической станции в Неаполе, Италия, где она работала с морскими организмами, и в зоологическом институте Вюрцбургского университета , Германия. Вернувшись в Соединенные Штаты, ее научным руководителем по докторантуре был генетик Томас Хант Морган . [2] Кроме того, на эксперименты Стивенса повлияла работа предыдущего руководителя биологического факультета Эдмунда Бичера Уилсона , который перешел в Колумбийский университет в 1891 году. [2] Стивенс получила докторскую степень в Брин-Море в 1903 году и оставалась в колледже в качестве научного сотрудника по биологии в течение года. Она продолжила там работу в качестве преподавателя экспериментальной морфологии еще год и работала в Брин-Море в качестве ассоциированного сотрудника по экспериментальной морфологии с 1905 года до своей смерти. [5] Ей предложили должность, которую она давно искала, в качестве профессора-исследователя в колледже Брин-Мор, как раз перед тем, как рак забрал ее жизнь. Она не смогла принять предложение из-за плохого здоровья. [2] [5]
Получив докторскую степень в колледже Брин-Мор, Стивенс получила должность научного ассистента в Институте Карнеги в Вашингтоне в 1904–1905 годах. Постдокторский год работы Стивенс в Институте Карнеги требовал поддержки стипендий, и Уилсон и Морган написали рекомендации от ее имени. Она подала заявку на финансирование исследований наследственности, связанных с законами Менделя [2] , в частности, определения пола . Получив грант, она использовала зародышевые клетки тлей для изучения возможных различий в наборах хромосом между двумя полами. Одна статья, написанная в 1905 году [6], принесла Стивенс премию в размере 1000 долларов [2] за лучшую научную статью, написанную женщиной. Ее основная работа по определению пола была опубликована Институтом Карнеги в Вашингтоне в двухчастной монографии «Исследования сперматогенеза » [7], которая подчеркнула ее все более многообещающую направленность на исследования определения пола и хромосомной наследственности. [2] В 1908 году Стивенс получила стипендию Элис Фримен Палмер от Ассоциации выпускниц колледжей, ныне Американской ассоциации женщин с университетским образованием . [8] В течение этого года стипендии Стивенс снова проводила исследования на Неапольской зоологической станции и в Вюрцбургском университете, а также посещала лаборатории по всей Европе. [9]
.jpg/1280px-Nettie_Stevens_microscope_(2).jpg)
Стивенс была одной из первых американских женщин, получивших признание за свой вклад в науку. Большая часть ее исследований была завершена в колледже Брин-Мор. Наивысший ранг, которого она достигла, был ассоциированным членом в экспериментальной морфологии (1905–1912). [5] В Брин-Мор она расширила области генетики , цитологии и эмбриологии . [2]
Хотя у Стивенс не было университетской должности, она сделала карьеру, проводя исследования на ведущих морских станциях и в лабораториях. В ее послужном списке 38 публикаций есть несколько крупных вкладов, которые способствуют развитию новых концепций хромосомной наследственности. Экспериментируя с зародышевыми клетками, Стивенс интерпретировала свои данные, чтобы сделать вывод о том, что хромосомы играют роль в определении пола во время развития. В результате своих исследований Стивенс предоставила критические доказательства менделевской и хромосомной теорий наследования. [2]
Сначала ее исследования и выводы о половой принадлежности не были оценены или не были приняты во внимание из-за гендерной предвзятости в науке. Другой исследователь, Эдмунд Уилсон, сделал похожие открытия примерно в то же время, но ее открытия были гораздо большими скачками в мире науки и были идеями, которые в конечном итоге оказались правильными.
Используя наблюдения за хромосомами насекомых, Стивенс обнаружила, что у некоторых видов хромосомы различаются между полами, и когда при формировании спермы происходит сегрегация хромосом, это различие приводит к появлению женского и мужского потомства. Ее открытие было первым случаем, когда наблюдаемые различия хромосом могли быть связаны с наблюдаемым различием в фенотипе или физических признаках (то есть, является ли особь самцом или самкой). Эта работа была опубликована в 1905 году. [6] В ее продолжающихся экспериментах использовался ряд насекомых. [7] Она идентифицировала маленькую хромосому, в настоящее время известную как Y-хромосома, у мучного червя Tenebrio . Она пришла к выводу, что хромосомная основа пола зависит от меньшей Y-хромосомы, переносимой самцом. Яйцеклетка, оплодотворенная спермой, несущей малую хромосому, становится самцом, в то время как яйцеклетка, оплодотворенная спермой с большей хромосомой, становится самкой. [7] Изучая ткань яиц и процесс оплодотворения у тлей, мучных червей, жуков и мух, Стивенс увидела, что существуют хромосомы, которые существуют в парах «маленький-большой» (теперь известные как пары хромосом XY), а также она увидела хромосомы, которые не были парными, XO. [2] [7] Герман Хенкинг ранее изучал хромосомы светлячков и заметил хромосому, которая теперь называется X, но не нашел маленькую хромосому, которая теперь называется Y. Стивенс понял, что предыдущая идея Кларенса Эрвина МакКлунга о том, что X-хромосома определяет пол, была неверной и что определение пола, на самом деле, связано с наличием или отсутствием малой (Y) хромосомы. [2] [10] [11] Стивенс не назвала хромосомы X или Y. Их нынешние названия появились позже. [12] [13] Эдмунд Уилсон работал над препаратами сперматогенеза одновременно с исследованиями Стивенса. [14] Он проводил цитологическое исследование только яичек, то есть он не исследовал женские половые клетки (яйцеклетки), а только мужские половые клетки (сперму) в своих исследованиях. В своей статье он утверждал, что яйца были слишком жирными для его процедур окрашивания. После прочтения статей, описывающих открытия Стивенса, Уилсон переиздал свою оригинальную статью и в сноске выразил признательность Стивенсу за открытие половых хромосом. [2]
В Брин-Море, после ее публикаций 1905–06 годов, Стивенс разводила и изучала в лаборатории плодовых мушек Drosophila melanogaster . Она работала с ними в качестве объектов своих исследований в течение нескольких лет, прежде чем Морган принял их в качестве своего модельного организма . [15]
Хотя Стивенс и Уилсон оба работали над хромосомным определением пола, многие авторы приписывают это открытие только Уилсону. [2] Кроме того, Томасу Ханту Моргану приписывают открытие половых хромосом, хотя во время этих цитологических открытий он выступал против интерпретаций Уилсона и Стивенса. Признание Моргана отчасти пришло из его работы по сцеплению с полом белого мутантного гена плодовых мушек и было особенно усилено его присуждением Нобелевской премии в 1933 году. Стивенс даже не была признана сразу после ее открытия. Например, Морган и Уилсон были приглашены выступить на конференции, чтобы представить свои теории определения пола в 1906 году, но Стивенс не был приглашен выступить. [2]
После смерти Нетти Стивенс Томас Хант Морган написал обширный некролог для журнала Science . [16] В этой статье Морган сказал, что она «участвовала в важном открытии». [16] В некрологе он продолжил подробно описывать последствия этой работы. Однако Морган также утверждал, что она подтвердила гипотезу МакКланга о половых хромосомах [16], хотя на самом деле опровергла его главное утверждение о том, что пол определяется большей (X) хромосомой. [7] Морган признал параллельные, но менее полные и убедительные исследования Уилсона [14] как «совместное открытие» со Стивенсом. [16] Но Уилсон сказал в более поздней сноске, что она сделала открытие. [9] [12] Кроме того, Морган утверждал, что Стивенс, казалось, «временами казалась лишенной такого рода вдохновения, которое использует простой факт открытия для более широкого видения». [16] Очевидно, тот факт, что ее часто исключали из научного диалога, был легко забыт. Например, ее не приглашали выступать на собраниях, где он и Уилсон излагали теорию половых хромосом. [2] В своем учебнике «Механизм генетики» , опубликованном в 1915 году, он не приписывал ни Стивенсу, ни Уилсону открытие половых хромосом. [17] Он описал сцепление с полом гена white в главе, непосредственно предшествующей той, в которой он описал результаты Стивенса, не упоминая ее имени, подразумевая, что анализ сцепления с полом, проведенный его собственной лабораторией, был основой, на которой следует понимать определение пола. В более раннем рекомендательном письме он писал: «Из аспирантов, которые у меня были за последние двенадцать лет, у меня не было никого, кто был бы столь же способным и независимым в исследованиях, как мисс Стивенс». [10]
В возрасте 50 лет, и всего через 9 лет после получения докторской степени, Стивенс умерла от рака груди 4 мая 1912 года в Балтиморе, штат Мэриленд. Ее карьера была короткой, но она опубликовала около 40 статей. [15] Она никогда не была замужем и не имела детей. [18] Она была похоронена на кладбище в Уэстфорде, штат Массачусетс, рядом с могилами ее отца Эфраима и сестры Эммы. [11] [19]
Ее целеустремленность и преданность делу в сочетании с острой наблюдательностью; ее вдумчивость и терпение в сочетании со взвешенным суждением отчасти объясняют ее выдающиеся достижения.
— Томас Хант Морган , в некрологе после смерти Стивенса в 1912 году [20]
Современная цитологическая работа включает в себя множество деталей, значимость которых может оценить только специалист; однако мисс Стивенс внесла свой вклад в важное открытие, и ее работу будут помнить именно за это, когда подробности проведенных ею подробных исследований станут частью общей сути предмета.
— Томас Хант Морган , после смерти Стивенса в 1912 году ( The Scientific Work of Miss NM Stevens. Science, Vol. 36 (No. 928), October, 1912) [20]
В 1994 году Стивенс была включена в Национальный женский зал славы . [21]
В честь ее 155-летия 7 июля 2016 года Google создал рисунок, на котором Стивенс смотрит в микроскоп на хромосомы XY.
5 мая 2017 года Университет штата Вестфилд почтил Стивенса церемонией присвоения имени Научно-инновационному центру имени доктора Нетти Марии Стивенс. В этом центре базируются программы получения степени STEM, связанные с сестринским делом и смежными областями здравоохранения, химическими и физическими науками, биологией, науками об окружающей среде, а также готовящаяся к запуску магистерская программа по специальности «Помощник врача». [22]