Le travail cytologique moderne implique une complexité de détails dont la signification ne peut être appréciée que par le spécialiste ; mais Mlle Stevens a eu une part dans une découverte d'importance, et son travail sera mémorisé pour cela, quand les détails minutieux des investigations détaillées qu'elle a menées seront devenus incorporés dans le corps général du sujet.
Nettie Maria Stevens était une généticienne américaine qui a découvert les chromosomes sexuels. En 1905, peu après la redécouverte de l'article de Mendel sur la génétique en 1900, elle a observé que les ténébrions mâles produisaient deux types de sperme, l'un avec un grand chromosome et l'autre avec un petit chromosome. Quand le sperme avec le grand chromosome fécondait les œufs, il produisait une progéniture femelle, et quand le sperme avec le petit chromosome fécondait les œufs, il produisait une progéniture mâle. La paire de chromosomes sexuels qu'elle a étudiée devint plus tard connue sous le nom de chromosomes X et Y.
Enfance
Nettie Maria Stevens est née le 7 juillet 1861, à Cavendish, Vermont, de Julia née Adams et Ephraim Stevens. En 1863, après la mort de sa mère, son père s'est remarié et la famille a déménagé à Westford, Massachusetts. Son père travaillait comme charpentier et gagnait assez d'argent pour fournir à Nettie et à sa sœur, Emma, une solide éducation jusqu'à la fin du lycée.
Éducation
Pendant ses études, Stevens était parmi les meilleurs de sa classe. Elle et sa sœur Emma ont été 2 des 3 femmes à obtenir leur diplôme de la Westford Academy entre 1872-1883. Après son diplôme en 1880, Stevens a déménagé à Lebanon, New Hampshire pour enseigner la zoologie au lycée, la physiologie, les mathématiques, l'anglais et le latin. Après trois ans, elle est retournée au Vermont pour poursuivre ses études. Stevens a poursuivi son éducation à Westfield Normal School maintenant Westfield State University. Elle a complété le cours de quatre ans en deux ans et a obtenu son diplôme avec les meilleures notes de sa classe. Cherchant une formation supplémentaire en sciences, en 1896, Stevens s'est inscrite à la Stanford University nouvellement établie, où elle a reçu son B.A. en 1899 et sa maîtrise en biologie en 1900. Elle s'est de plus en plus concentrée sur l'histologie après avoir complété une année d'études supérieures en physiologie sous Oliver Peebles Jenkins et son ancien étudiant, et professeur adjoint, Frank Mace MacFarland.
Après avoir étudié la physiologie et l'histologie à Stanford, Stevens s'est inscrite à Bryn Mawr College pour poursuivre son Ph.D. en cytologie. Elle a concentré ses études doctorales sur des sujets tels que la régénération chez les organismes multicellulaires primitifs, la structure des organismes unicellulaires, le développement du sperme et des œufs, les cellules germinales des insectes, et la division cellulaire chez les oursins et les vers. Pendant ses études supérieures à Bryn Mawr, Stevens a été nommée boursière européenne de la présidence et a passé une année 1901–02 à la Station zoologique de Naples, Italie, où elle a travaillé avec des organismes marins, et à l'Institut zoologique de l'Université de Würzburg, Allemagne. De retour aux États-Unis, son conseiller de doctorat était le généticien Thomas Hunt Morgan. De plus, les expériences de Stevens ont été influencées par les travaux de l'ancien chef du département de biologie, Edmund Beecher Wilson, qui s'était déplacé à Columbia University en 1891. Stevens a reçu son Ph.D de Bryn Mawr en 1903 et est restée au collège comme chercheuse en biologie pendant un an. Elle y a continué comme lectrice en morphologie expérimentale pendant un an supplémentaire et a travaillé à Bryn Mawr comme associée en morphologie expérimentale de 1905 jusqu'à sa mort. Elle s'est vu offrir le poste qu'elle avait longtemps recherché, comme professeure de recherche à Bryn Mawr College, juste avant que le cancer ne lui enlève la vie, mais elle n'a pas pu l'accepter en raison de son mauvais état de santé.
Après avoir reçu son Ph.D. de Bryn Mawr, Stevens s'est vu accorder une bourse de recherche à l'Institut Carnegie de Washington en 1904–1905. L'année postdoctorale de Stevens au Carnegie Institution a nécessité un soutien des bourses, et tant Wilson que Morgan ont écrit des recommandations en sa faveur. Elle a demandé un financement pour la recherche sur l'hérédité liée aux lois de Mendel, spécifiquement la détermination du sexe. Après avoir reçu la subvention, elle a utilisé des cellules germinales de pucerons pour examiner les différences possibles dans les ensembles de chromosomes entre les deux sexes. Un article écrit en 1905 a valu à Stevens un prix de 1 000 $ pour le meilleur article scientifique écrit par une femme. Son travail majeur sur la détermination du sexe a été publié par l'Institut Carnegie de Washington dans la monographie en deux parties, « Études en spermatogenèse », qui a mis en évidence sa focalisation de plus en plus prometteuse sur les études de détermination du sexe et l'hérédité chromosomique. En 1908, Stevens a reçu la bourse Alice Freeman Palmer de l'Association of Collegiate Alumnae, maintenant l'American Association of University Women. Pendant cette année de bourse, Stevens a de nouveau mené des recherches à la Station zoologique de Naples et à l'Université de Würzburg, en plus de visiter des laboratoires dans toute l'Europe.
Carrière
Stevens a été l'une des premières femmes américaines à être reconnue pour sa contribution à la science. La plupart de ses recherches ont été menées à Bryn Mawr College. Le rang le plus élevé qu'elle a atteint était Associée en Morphologie Expérimentale 1905–1912. À Bryn Mawr, elle a étendu les domaines de la génétique, de la cytologie et de l'embryologie.
Bien que Stevens n'ait pas occupé de poste universitaire, elle s'est fait une carrière en menant des recherches dans des stations marines et des laboratoires de premier plan. Son dossier de 38 publications comprend plusieurs contributions majeures qui font progresser les concepts émergents de l'hérédité chromosomique. En expérimentant sur des cellules germinales, Stevens a interprété ses données pour conclure que les chromosomes jouent un rôle dans la détermination du sexe lors du développement. En conséquence de ses recherches, Stevens a fourni des preuves critiques pour les théories mendéliennes et chromosomiques de l'hérédité.
En utilisant les observations des chromosomes des insectes, Stevens a découvert que, chez certaines espèces, les chromosomes sont différents entre les sexes et quand la ségrégation chromosomique se produit lors de la formation des spermatozoïdes, cette différence conduit à des résultats de progéniture femelle par rapport à mâle. Sa découverte a été la première fois que les différences observables des chromosomes pouvaient être liées à une différence observable du phénotype ou des attributs physiques, c'est-à-dire si un individu est mâle ou femelle. Ce travail a été publié en 1905. Ses expériences continues ont utilisé une gamme d'insectes. Elle a identifié le petit chromosome actuellement connu sous le nom de chromosome Y dans le ténébrion Tenebrio. Elle a déduit que la base chromosomique du sexe dépendait du plus petit chromosome Y porté par le mâle. Un œuf fécondé par un sperme qui porte le petit chromosome devient un mâle tandis qu'un œuf fécondé par un sperme avec le chromosome plus grand devient femelle.
En étudiant le tissu ovarien et le processus de fécondation chez les pucerons, les ténébrions, les coléoptères et les mouches, Stevens a vu qu'il y avait des chromosomes qui existaient dans des paires petit-grand maintenant connues sous le nom de paires de chromosomes XY et elle a aussi vu des chromosomes qui étaient non appariés, XO. Hermann Henking avait étudié les chromosomes de la punaise des feux plus tôt et avait remarqué le chromosome maintenant appelé X, mais n'avait pas trouvé le petit chromosome maintenant appelé Y. Stevens a réalisé que l'idée précédente de Clarence Erwin McClung, selon laquelle le chromosome X détermine le sexe, était fausse et que la détermination du sexe est, en fait, due à la présence ou à l'absence du petit chromosome Y. Stevens n'a pas nommé les chromosomes X ou Y. Leurs noms actuels sont venus plus tard. Edmund Wilson a travaillé sur les préparations de spermatogenèse simultanément avec les études de Stevens. Il a effectué un examen cytologique uniquement sur les testicules, c'est-à-dire qu'il n'a pas examiné les cellules germinales femelles œufs mais seulement les cellules germinales mâles sperme dans ses études. Son article affirmait que les œufs étaient trop gras pour ses procédures de coloration. Après avoir lu les articles décrivant les découvertes de Stevens, Wilson a réédité son article original et dans une note de bas de page a reconnu Stevens pour la découverte des chromosomes sexuels.
À Bryn Mawr, suite à ses publications de 1905-6, Stevens a élevé et étudié les mouches des fruits Drosophila melanogaster en laboratoire. Elle a travaillé avec celles-ci comme sujets de sa recherche pendant quelques années avant que Morgan ne les adopte comme organisme modèle.
Discrimination sexuelle
Bien que Stevens et Wilson aient tous deux travaillé sur la détermination chromosomique du sexe, de nombreux auteurs ont crédité Wilson seul pour la découverte. De plus, Thomas Hunt Morgan a été crédité de la découverte des chromosomes sexuels bien qu'au moment de ces découvertes cytologiques, il ait argumenté contre les interprétations de Wilson et Stevens. La reconnaissance de Morgan est venue en partie de son travail sur la liaison au sexe du gène mutant blanc des mouches des fruits et a été particulièrement intensifiée par son prix Nobel en 1933. Stevens n'a même pas été reconnue immédiatement après sa découverte. Par exemple, Morgan et Wilson ont été invités à prendre la parole à une conférence pour présenter leurs théories sur la détermination du sexe en 1906 mais Stevens n'a pas été invitée à parler.
Suite à la mort de Nettie Stevens, Thomas Hunt Morgan a écrit une longue nécrologie pour le journal Science. Dans cet article, Morgan a dit qu'elle avait « une part dans une découverte d'importance ». Il a continué dans la nécrologie à décrire en détail les implications de ce travail. Cependant, Morgan a également prétendu qu'elle avait confirmé l'hypothèse de McClung sur les chromosomes sexuels quand elle avait en fait réfuté sa principale affirmation selon laquelle le chromosome X plus grand déterminait le sexe. Morgan a reconnu les études parallèles mais moins complètes et convaincantes de Wilson comme produisant une « découverte conjointe » avec Stevens. Mais Wilson a dit dans une note de bas de page ultérieure qu'elle avait fait la découverte. De plus, Morgan a prétendu que Stevens semblait « sembler parfois manquant de ce genre d'inspiration qui utilise le fait clair de la découverte pour une vision plus large ». Apparemment, Morgan oubliait le fait qu'elle était souvent exclue du dialogue scientifique, par exemple elle n'a pas été invitée à parler aux réunions où il et Wilson ont exposé la théorie des chromosomes sexuels. Dans son manuel, The Mechanism of Genetics, publié en 1915, il n'a crédité ni Stevens ni Wilson avec la découverte des chromosomes sexuels. Il a décrit la liaison au sexe du gène blanc dans le chapitre immédiatement avant celui dans lequel il a décrit les résultats de Stevens sans mentionner son nom, impliquant que l'analyse de liaison au sexe de son propre laboratoire était la base sur laquelle on devrait comprendre la détermination du sexe. À première vue, cette omission semble injuste, mais il a également omis le crédit de nombreux autres chercheurs, y compris Alfred Sturtevant qui a découvert la liaison dans le propre laboratoire de Morgan en tant qu'étudiant de premier cycle. Personne n'a été crédité de cette découverte ou de plusieurs autres, donc son omission dans son manuel n'a pas besoin d'être due au sexisme. Dans une lettre de recommandation antérieure qu'il a écrite, « Des étudiants des cycles supérieurs que j'ai eu pendant les douze dernières années, je n'ai eu personne qui était aussi capable et indépendant en recherche que Mlle Stevens. »
Décès
À 50 ans, et seulement 9 ans après avoir complété son Ph.D., Stevens est décédée d'un cancer du sein le 4 mai 1912, à Baltimore, Maryland. La durée de sa carrière a été courte, mais elle a publié environ 40 articles. Elle ne s'est jamais mariée et n'a pas eu d'enfants. Elle a été enterrée au cimetière de Westford, Massachusetts, aux côtés des tombes de son père, Ephraim, et de sa sœur, Emma.
Héritage
En 1994, Stevens a été intronisée au National Women's Hall of Fame.
Pour célébrer son 155e anniversaire, le 7 juillet 2016, Google a créé un doodle montrant Stevens regardant à travers un microscope les chromosomes XY.
Le 5 mai 2017, Westfield State University a honoré Stevens par la cérémonie d'inauguration du Dr Nettie Maria Stevens Science and Innovation Center. Le centre est l'endroit où les programmes de diplômes liés aux STEM de l'université en Sciences infirmières et de la santé, Sciences chimiques et physiques, Biologie, Sciences environnementales et le programme de maîtrise alors bientôt lancé en Études d'assistant médecin sont tous basés.
