Il lavoro citologico moderno comporta un'intricatezza di dettagli, il cui significato può essere apprezzato solo dallo specialista; ma la signorina Stevens ha avuto una parte in una scoperta di importanza, e il suo lavoro sarà ricordato per questo, quando i dettagli minuti delle investigazioni approfondite che ha condotto saranno diventati parte del corpo generale della disciplina.
Nettie Maria Stevens era una genetista americana che scoprì i cromosomi sessuali. Nel 1905, poco dopo la riscoperta del lavoro di Mendel sulla genetica nel 1900, osservò che i maschi di vermi della farina producevano due tipi di sperma, uno con un cromosoma grande e uno con un cromosoma piccolo. Quando lo sperma con il cromosoma grande fecondava gli ovuli, producevano prole femminile, e quando lo sperma con il cromosoma piccolo fecondava gli ovuli, producevano prole maschile. La coppia di cromosomi sessuali che studiò in seguito divenne nota come cromosomi X e Y.
Primi anni di vita
Nettie Maria Stevens nacque il 7 luglio 1861 a Cavendish, Vermont, da Julia née Adams ed Ephraim Stevens. Nel 1863, dopo la morte di sua madre, suo padre si risposò e la famiglia si trasferì a Westford, Massachusetts. Suo padre lavorava come carpentiere e guadagnava abbastanza denaro per fornire a Nettie e sua sorella Emma un'istruzione solida fino alla scuola superiore.
Educazione
Durante i suoi studi, Stevens era tra i migliori della sua classe. Lei e sua sorella Emma erano 2 delle 3 donne a laurearsi da Westford Academy tra il 1872-1883. Dopo la laurea nel 1880, Stevens si trasferì a Lebanon, New Hampshire per insegnare zoologia, fisiologia, matematica, inglese e latino nella scuola superiore. Dopo tre anni, tornò in Vermont per continuare i suoi studi. Stevens continuò la sua istruzione a Westfield Normal School, oggi Westfield State University. Ha completato il corso quadriennale in due anni e si è laureata con i voti più alti della sua classe. Cercando una formazione aggiuntiva in scienze, nel 1896, Stevens si iscrisse alla Stanford University appena fondata, dove ricevette il suo B.A. nel 1899 e la sua M.A. in biologia nel 1900. Divenne sempre più focalizzata sull'istologia dopo aver completato un anno di lavoro di specializzazione in fisiologia sotto Oliver Peebles Jenkins e il suo ex studente, assistente professore, Frank Mace MacFarland.
Dopo aver studiato fisiologia e istologia a Stanford, Stevens si iscrisse al Bryn Mawr College per perseguire il suo Ph.D. in citologia. Ha focalizzato i suoi studi dottorali su argomenti come la rigenerazione negli organismi multicellulari primitivi, la struttura degli organismi unicellulari, lo sviluppo dello sperma e degli ovuli, le cellule germinali degli insetti e la divisione cellulare nei ricci di mare e nei vermi. Durante i suoi studi di specializzazione al Bryn Mawr, Stevens fu nominata President's European Fellow e trascorse un anno dal 1901–02 alla Stazione Zoologica di Napoli, Italia, dove lavorò con organismi marini, e presso l'Istituto Zoologico dell'Università di Würzburg, Germania. Tornando negli Stati Uniti, il suo relatore di dottorato era il genetista Thomas Hunt Morgan. Inoltre, gli esperimenti di Stevens furono influenzati dal lavoro dell'ex capo del dipartimento di biologia, Edmund Beecher Wilson, che si era trasferito alla Columbia University nel 1891. Stevens ricevette il suo Ph.D dal Bryn Mawr nel 1903 e rimase al college come borsista di ricerca in biologia per un anno. Continuò lì come lettrice di morfologia sperimentale per un altro anno e lavorò al Bryn Mawr come associata in morfologia sperimentale dal 1905 fino alla sua morte. Le fu offerta la posizione che aveva a lungo cercato, come professoressa di ricerca al Bryn Mawr College, poco prima che il cancro le portasse via la vita, ma non riuscì ad accettarla a causa del suo cattivo stato di salute.
Dopo aver ricevuto il suo Ph.D dal Bryn Mawr, Stevens le fu assegnato un incarico di assistente di ricerca presso il Carnegie Institute of Washington nel 1904–1905. L'anno di lavoro postdottorato di Stevens presso la Carnegie Institution richiedeva il supporto di una borsa di studio, e sia Wilson che Morgan scrissero raccomandazioni per suo conto. Ha presentato una domanda di finanziamento per la ricerca sull'eredità correlata alle leggi di Mendel, specificamente sulla determinazione del sesso. Dopo aver ricevuto la sovvenzione, utilizzò le cellule germinali degli afidi per esaminare possibili differenze negli assetti cromosomici tra i due sessi. Un articolo, scritto nel 1905, vinse a Stevens un premio di 1.000 dollari per il miglior articolo scientifico scritto da una donna. Il suo principale lavoro sulla determinazione del sesso è stato pubblicato dalla Carnegie Institution of Washington nella monografia in due parti, "Studies in Spermatogenesis", che ha evidenziato il suo focus sempre più promettente di studi sulla determinazione del sesso e l'eredità cromosomica. Nel 1908, Stevens ricevette la Alice Freeman Palmer Fellowship dall'Association of Collegiate Alumnae, oggi American Association of University Women. Durante quell'anno di borsa di studio, Stevens ha nuovamente condotto ricerche presso la Stazione Zoologica di Napoli e l'Università di Würzburg, oltre a visitare laboratori in tutta Europa.
Carriera
Stevens fu una delle prime donne americane a essere riconosciuta per il suo contributo alla scienza. La maggior parte della sua ricerca è stata completata al Bryn Mawr College. Il grado più alto che ha raggiunto è stato Associata in Morfologia Sperimentale 1905–1912. Al Bryn Mawr, ha ampliato i campi della genetica, della citologia e dell'embriologia.
Sebbene Stevens non avesse un incarico universitario, si è creata una carriera conducendo ricerche presso importanti stazioni marine e laboratori. Il suo record di 38 pubblicazioni include diversi contributi importanti che avanzano i concetti emergenti dell'eredità cromosomica. Sperimentando sulle cellule germinali, Stevens ha interpretato i suoi dati per concludere che i cromosomi hanno un ruolo nella determinazione del sesso durante lo sviluppo. A seguito della sua ricerca, Stevens ha fornito prove critiche per le teorie mendeliane e cromosomiche dell'eredità.
Utilizzando osservazioni sui cromosomi degli insetti, Stevens ha scoperto che, in alcune specie, i cromosomi sono diversi tra i sessi e quando la segregazione cromosomica si verifica nella formazione dello sperma, questa differenza porta a risultati di prole femminile rispetto a maschile. La sua scoperta è stata la prima volta che le differenze osservabili dei cromosomi potevano essere collegate a una differenza osservabile nel fenotipo o negli attributi fisici, cioè se un individuo è maschio o femmina. Questo lavoro è stato pubblicato nel 1905. I suoi esperimenti continui hanno utilizzato una gamma di insetti. Ha identificato il piccolo cromosoma attualmente noto come cromosoma Y nel verme della farina Tenebrio. Ha dedotto che la base cromosomica del sesso dipendeva dal cromosoma Y più piccolo portato dal maschio. Un ovulo fecondato da uno spermatozoo che porta il cromosoma piccolo diventa un maschio mentre un ovulo fecondato da uno spermatozoo con il cromosoma più grande diventa femmina.
Studiando il tessuto dell'uovo e il processo di fecondazione negli afidi, vermi della farina, coleotteri e mosche, Stevens vide che c'erano cromosomi che esistevano in coppie piccole-grandi ora conosciute come coppie di cromosomi XY e vide anche cromosomi che erano spaiati, XO. Hermann Henking aveva studiato i cromosomi del cimice del fuoco in precedenza e notato il cromosoma ora chiamato X, ma non trovò il piccolo cromosoma ora chiamato Y. Stevens ha capito che l'idea precedente di Clarence Erwin McClung, che il cromosoma X determina il sesso, era sbagliata e che la determinazione del sesso è, in realtà, dovuta alla presenza o all'assenza del piccolo cromosoma Y. Stevens non ha nominato i cromosomi X o Y. I loro nomi attuali vennero in seguito. Edmund Wilson ha lavorato sulla spermatogenesi simultaneamente agli studi di Stevens. Ha eseguito l'esame citologico solo sui testicoli, cioè non ha esaminato le cellule germinali femminili uova ma solo le cellule germinali maschili sperma nei suoi studi. Il suo articolo affermava che le uova erano troppo grasse per i suoi procedure di colorazione. Dopo aver letto gli articoli che descrivevano le scoperte di Stevens, Wilson ha ristampato il suo articolo originale e in una nota a piè di pagina ha riconosciuto Stevens per la scoperta dei cromosomi sessuali.
Al Bryn Mawr, in seguito alle sue pubblicazioni del 1905-6, Stevens ha allevato e studiato mosche della frutta Drosophila melanogaster in laboratorio. Ha lavorato con questi come soggetti della sua ricerca per alcuni anni prima che Morgan li adottasse come suo organismo modello.
Discriminazione sessuale
Sebbene Stevens e Wilson entrambi lavorassero sulla determinazione cromosomica del sesso, molti autori hanno attribuito la scoperta solo a Wilson. Inoltre, Thomas Hunt Morgan è stato accreditato della scoperta dei cromosomi sessuali sebbene al momento di queste scoperte citologiche, aveva discusso contro le interpretazioni di Wilson e Stevens. Il riconoscimento di Morgan è venuto in parte dal suo lavoro sul collegamento sessuale del gene mutante bianco delle mosche della frutta ed è stato particolarmente elevato dal suo premio Nobel nel 1933. Stevens non fu nemmeno riconosciuta immediatamente dopo la sua scoperta. Ad esempio, Morgan e Wilson furono invitati a parlare a una conferenza per presentare le loro teorie sulla determinazione del sesso nel 1906 ma Stevens non fu invitata a parlare.
Dopo la morte di Nettie Stevens, Thomas Hunt Morgan scrisse un esteso necrologio per la rivista Science. In quell'articolo, Morgan disse che aveva "una parte in una scoperta di importanza". Ha continuato nel necrologio a descrivere in alcuni dettagli le implicazioni di questo lavoro. Tuttavia, Morgan ha anche sostenuto che lei aveva confermato l'ipotesi di McClung sui cromosomi sessuali quando in realtà aveva confutato la sua affermazione principale che il cromosoma X più grande determinasse il sesso. Morgan ha riconosciuto gli studi paralleli ma meno completi e convincenti di Wilson come produttori di una "scoperta congiunta" con Stevens. Ma Wilson disse in una nota a piè di pagina successiva che lei aveva fatto la scoperta. Inoltre, Morgan ha affermato che Stevens sembrava "talvolta manchevole di quel tipo di ispirazione che utilizza il fatto banale della scoperta per una visione più ampia". Apparentemente, Morgan stava dimenticando il fatto che era spesso esclusa dal dialogo scientifico, ad esempio non fu invitata a parlare ai meeting dove lui e Wilson esposero la teoria dei cromosomi sessuali. Nel suo libro di testo, The Mechanism of Genetics, pubblicato nel 1915, non accreditò né Stevens né Wilson con la scoperta dei cromosomi sessuali. Ha descritto il collegamento sessuale del gene bianco nel capitolo immediatamente precedente a quello in cui ha descritto i risultati di Stevens senza menzionare il suo nome, implicando che l'analisi del collegamento sessuale del suo stesso laboratorio fosse la base su cui si dovrebbe comprendere la determinazione del sesso. A prima vista questa omissione sembra ingiusta, ma ha omesso il credito per molti altri ricercatori pure, incluso Alfred Sturtevant che ha scoperto il collegamento nel laboratorio di Morgan come studente universitario. Nessuno fu accreditato con quella scoperta o con un numero di altri, quindi la sua omissione nel suo libro di testo non deve essere dovuta al sessismo. In una precedente lettera di raccomandazione che scrisse, "Dei laureandi che ho avuto negli ultimi dodici anni non ho avuto nessuno che fosse capace e indipendente nella ricerca come la signorina Stevens."
Morte
A 50 anni, e solo 9 anni dopo aver completato il suo Ph.D., Stevens morì di cancro al seno il 4 maggio 1912, a Baltimore, Maryland. La sua carriera è stata breve, ma ha pubblicato circa 40 articoli. Non si è mai sposata e non ha avuto figli. Fu sepolta nel cimitero di Westford, Massachusetts accanto alle tombe di suo padre, Ephraim, e sua sorella, Emma.
Eredità
Nel 1994, Stevens fu inserita nella National Women's Hall of Fame.
Per celebrare il suo 155º compleanno, il 7 luglio 2016, Google ha creato un doodle che mostrava Stevens che guardava attraverso un microscopio i cromosomi XY.
Il 5 maggio 2017, Westfield State University ha onorato Stevens attraverso la cerimonia di denominazione del Dr. Nettie Maria Stevens Science and Innovation Center. Il centro è dove sono basati i programmi di laurea della università relativi a STEM in Infermieristica e Scienze Sanitarie Alleate, Scienze Chimiche e Fisiche, Biologia, Scienze Ambientali e il programma di master allora prossimo ad essere lanciato in Studi di Assistente Medico.
