Nettie Stevens badała plemniki. Odkryła, co wpływa na płeć

Nettie Maria Stevens urodziła się w 1861 roku w Cavendish w stanie Vermont. Początkowo jej droga zawodowa nie prowadziła do laboratorium. Uczyła się zawodu nauczycielki, pracowała również w bibliotece i oszczędzała na studia, które mogły otworzyć jej nowe możliwości.

Dopiero w 1896 roku rozpoczęła naukę na Uniwersytecie Stanforda. Uzyskała tam kolejne stopnie w 1899 i 1900 roku, po czym przeniosła się do Bryn Mawr College. Uczelnia należała do miejsc, w których kobiety mogły zdobywać zaawansowane wykształcenie naukowe.

W Bryn Mawr prowadziła badania pod kierunkiem Thomasa Hunta Morgana. W 1903 roku otrzymała doktorat, mając już ponad czterdzieści lat. Korzystała również z możliwości pracy w europejskich ośrodkach, m.in. w Neapolu.

Doświadczenie w obserwacjach mikroskopowych zdobywała wcześniej, badając organizmy morskie. Później pracowała w Würzburgu w laboratorium Theodora Boveriego, który zajmował się rolą chromosomów w dziedziczeniu.

Wiedza zdobyta w różnych pracowniach okazała się ważna podczas jej własnych badań nad komórkami rozrodczymi.

Na początku XX wieku uczeni nadal spierali się o to, od czego zależy płeć potomstwa. Niektórzy szukali odpowiedzi w warunkach środowiska, np. temperaturze czy odżywianiu. Inni podejrzewali, że znaczenie mają chromosomy obserwowane podczas podziałów komórkowych.

Stevens postanowiła przyjrzeć się komórkom rozrodczym i komórkom ciała różnych owadów. W 1904 roku jej badania otrzymały wsparcie Carnegie Institution, które przedłużono w kolejnym roku. Grant w wysokości tysiąca dolarów umożliwiał kontynuowanie doświadczeń wymagających czasu i specjalistycznego wyposażenia.

W zdobyciu funduszy pomogły rekomendacje uznanych naukowców i władz Bryn Mawr. Poparli ją m.in. Morgan, Edmund Beecher Wilson oraz prezydentka uczelni M. Carey Thomas. Stevens mogła dzięki temu skupić się na pytaniu, które od dawna zajmowało biologów.

Przełomowe obserwacje przeprowadziła na mączniku młynarku, chrząszczu znanym m.in. z larw rozwijających się w produktach zbożowych. W komórkach samic dostrzegła 20 dużych chromosomów. U samców znajdowało się natomiast 19 dużych i jeden wyraźnie mniejszy.

Ta różnica miała zasadnicze znaczenie. Nie chodziło o to, że komórki samców zawierają po prostu mniej chromosomów. W obu przypadkach ich liczba była taka sama, ale jeden z chromosomów różnił się rozmiarem.

Stevens śledziła następnie zachowanie chromosomów podczas powstawania plemników. Zauważyła, że dzielą się one na dwie grupy. Jedne plemniki otrzymywały duży chromosom z różniącej się pary, drugie jego mniejszy odpowiednik.

Komórki jajowe wnosiły natomiast zawsze duży chromosom. Badaczka powiązała więc płeć potomstwa z tym, jaki plemnik uczestniczy w zapłodnieniu. Połączenie komórki jajowej z plemnikiem zawierającym mały chromosom prowadziło do powstania samca, a z drugim rodzajem plemnika do powstania samicy.

Swoje ustalenia opublikowała w 1905 roku w pracy "Studies in Spermatogenesis". Opisywała różnice między dużym i małym chromosomem, wskazując ich związek z rozwojem osobników obu płci. Dziś odpowiadające im chromosomy określa się jako X i Y.

Wynik miał ogromne znaczenie dla biologii, choć doświadczenia dotyczyły konkretnego gatunku owada. Stevens nie badała ludzkich zarodków ani nie dowiodła, że wszystkie organizmy wykorzystują identyczny mechanizm. Jej obserwacje dostarczyły natomiast mocnych argumentów na rzecz chromosomowego określania płci.

W tym samym czasie podobne zagadnienia badał Edmund Beecher Wilson. Obaj uczeni ogłosili wyniki w 1905 roku, dochodząc do ustaleń niezależnie od siebie. Wilson dostrzegał znaczenie obserwacji Stevens i odnotował je w swojej pracy.

Badaczka nie poprzestała na jednym gatunku. Porównywała kolejne owady, szukając podobieństw i różnic w zachowaniu ich chromosomów. W krótkiej karierze naukowej opublikowała kilkadziesiąt prac.

Oprócz prowadzenia badań miała obowiązki dydaktyczne w Bryn Mawr. Zależało jej jednak na większej ilości czasu spędzanego w laboratorium. Korespondowała w tej sprawie z Charlesem Davenportem, kierującym stacją biologii eksperymentalnej w Cold Spring Harbor.

W 1912 roku Bryn Mawr zaproponowało Stevens stanowisko profesora badawczego. Nie zdążyła rozpocząć pracy na nowych warunkach. Zmarła 4 maja tego samego roku, w wieku 50 lat.