У 1905 році учениця відомого генетика Томаса Моргана опублікувала двотомну монографію Дослідження сперматогенезу, у якій ідентифікувала пару XY-хромосом у кількох видів комах. Колеги-чоловіки спочатку сприйняли теорію Ненсі Стівенс скептично, але через майже 30 років Морган отримав Нобелівку на основі її відкриття.
Нетті Марія Стівенс народилася 7 липня 1861 року у невеликому американському місті Кавендіш й у два роки залишилась без матері. ЇЇ батько, тесля Єфраїм Стівенс одружився вдруге й переїхав до Вестфорда. Метою життя Єфраїма було дати двом своїм донькам гарну освіту, що було непросто наприкінці XIX століття. Але йому це вдалося: сестри з відзнакою закінчили Вестфордську академію 1880 року.
Після цього Стівенс кілька років викладала зоологію, фізіологію, математику, англійську та латину у середній школі й збирала кошти на подальше навчання. Вона вступила до Вестфілдського університету й пройшла чотирирічний курс за два роки, отримавши найвищі бали, а паралельно працювала бібліотекарем. Батькових коштів на подальшу освіту й заняття наукою вже не було, доводилось заробляти на життя самотужки.
Довгий шлях у науку
ЇЇ допитливість, жага дослідника й пристрасть учитися новому вражають. У віці 35 років Ненсі вступила до Стенфордського університету і 1900 року здобула ступінь магістра біології. Далі продовжила навчання в аспірантурі у Брін Маур Коледжу й у 42 роки здобула ступінь доктора філософії. Ненсі досліджувала регенерацію, одноклітинних організмів та розвиток сперматозоїдів і яйцеклітин.
Далі, 1903 року, їв вдалося попрацювати у Європі: спочатку на Зоологічній станції в Неаполі, а далі — в біологічному інституті Вюрцбурзького університету до лабораторії німецького біолога Теодора Бовері. Це виявився поворотний момент у житті науковиці, хоча її внесок у генетику колеги-чоловіки дуже применшили. Тиха, скромна, непримітна. Від ранку до ночі сидить за мікроскопом і щоразу червоніє, коли до неї звертаються — так відгукувались про неї.
З Бовері Ненсі лагодила, хоча він був нервовим і депресивним, а ще часто хворів якоюсь невідомою недугою, яку ніяк не могли діагностувати лікарі. Ненсі попросилась до нього на роботу, бо кілька років тому він почав проводити досліди на основі теорії спадковості чеського вченого Герегора Менделя й написав кілька статей про теорію хромосом. Бовері заявив, що бачить прямий зв’язок результатами дослідів Менделя, який схрещував різні сорти гороху й квасолі та хромосомами.
Нетті Стівенс за роботою під час стажування в Біологічному науково-дослідному інституті в Неаполі, 1909 рік / Фото: Bryn Mawr College Special Collections
«Хромосоми є самостійними утвореннями, які зберігають свою незалежність навіть у ядрі, що перебуває в стані спокою. Те, що виходить з ядра, те й потрапляє в нього», — такого революційного висновку дійшов він.
Але Нетті пішла ще далі. Вона змогла пояснити, як хромосоми впливають на стать живих істот.
Відкриття чоловічих і жіночих хромосом
У лабораторії Бовері вона попрацювала лише рік і повернулась до США, отримавши посаду наукового співробітника в Інституті Карнегі у Вашингтоні. За рекомендаціями впливових науковців Едмунда Бічера Вілсона та Томаса Моргана, їй дали фінансування для подальших дослідів хромосом на комахах: переважно попелицях і борошняних хрущаках.
У 1905 Інститут Карнегі опублікував двотомну монографію Нетті Стівенс під назвою Дослідження сперматогенезу. У ній генетикиня перевернула уявлення наукового світу про те, як і коли природа вирішує: народиться хлопчик чи дівчинка. До цього часу це було загадкою й вважалося, що усі зародки на початку не мають статі, а надалі на її формування має вплив температура повітря, сонячне проміння, харчування, а може й багато чого іншого. Нетті пояснила, що це не так.
Сьогодні цю теорію вивчають у програмі біології в середніх школах всього світу, але при цьому називають імена інших генетиків-першовідкривачів, але — не Нетті Стівенс. Якщо коротко, то відкриття зводиться до наступного.
Стівенс виявила, що соматичні самок борошняних хрущаків містять 20 великих хромосом, а їхні яйцеклітини — 10 великих хромосом. Натомість у самців картина має інший вигляд: 19 великих хромосом та одну маленьку. Їхні сперматозоїди теж були двох типів: одні з 10 великими хромосомами, а інші — з 9 великими та однією маленькою хромосомою.
«Сперматозоїди, які несуть маленьку хромосому, запліднюють яйцеклітини, утворюючи чоловіче потомство, а сперматозоїди лише з великими хромосомами — жіночу. Стать залежить від самців, а не від самок», — такий чіткий і короткий висновок з її монографії став сенсацією в науці.
Портрет Теодора Бовері, 1908 рік / Фото: PD
Нетті ідентифікувала маленьку хромосому як Y-хромосому, а більшу — як X-хромосому. Вона також дослідила інших комах, таких як попелиці, жуки та мухи, виявивши подібні закономірності хромосомних відмінностей між статями. І дійшла висновку, що хромосомна основа визначення статі не обмежується одним лише організмом. І, ймовірно, це правило стосується не лише комах.
Незаслужене забуття
Зак свою монографію Нетті Стівенс отримала захмарну премію — $1.000. Проте її висновки колеги-чоловіки спочатку зустріли скептично. Для прикладу Вілсон, працюючи незалежно над такою ж проблемою, спочатку назвав Стівенс фантазеркою й був упевненим, що питання статі не може зводитись до одних лише хромосом. Але врешті 1907 року він опублікував власну статтю Клітина в розвитку та спадковості, у якій підтвердив висновки Стівенс, зазначивши це у примітці дрібним шрифтом.
Не дивно, що на початку XX століття стаття науковця-чоловіка, члена Американської академії мистецтв і наук, виявилась значно «авторитетнішою». При тому, що Вілсон визнав внесок Стівенс у цю теорію, його працю цитували частіше, ніж першоджерело. Відтак ім’я жінки, котра зробила відкриття, досить швидко затерлось. Пізніше Вілсон опублікував ще кілька статей з ембріології, за що 1913 року отримав посаду президента Американської асоціації сприяння розвитку науки й медаль Даніеля Жиро Елліота від Національної академії наук у 1925 році.
Попри те, що праця Стівенс вийшла на два роки раніше, ніж Вілсона, навіть Томас Морган, якого вважають батьком сучасної генетики, применшив значення цієї жінки у науці, поділивши її славу навпіл з Вілсоном. Ось що він писав у 1912 році:
Портрет Томас Гант Морган, 1891 рік / Фото: PD
«У 1906 році Стівенс виявила, що самець жука Tenebrio molitor виробляє два види сперматозоїдів, які відрізняються тим, що одна половина сперматозоїдів має велику хромосому, а інша — меншу, — писав про відкриття. Вона зробила правильний висновок, що оскільки всі незапліднені яйцеклітини однакові за своїм хромосомним вмістом, то самка є результатом запліднення яйцеклітини сперматозоїдом, що містить більшу хромосому, а самець — сперматозоїдом, що містить меншу хромосому. Подібний зв’язок був виявлений одночасно з професором Е. Б. Вілсоном. Їхнє спільне відкриття знаменує собою поворотний момент в історії теорії визначення статі».
Спираючись на цю теорію, Морган проводив подальші дослідження з мухою дрозофілою та розробив теорію генів як носіїв певних спадкових властивостей. Він зміг визначити чотири пари хромосом та пояснити, як саме вони передаються у спадок — і 1933 року отримав за це Нобелівську премію.
Нетті Стівенс на той час вже давно не було серед живих. Віддаючи себе науці повністю, вона ніколи не була заміжньою, не мала дітей і тихо відійшла у вічність 4 травня 1912 року й була похована поруч із могилами батька і мачухи.
«З усіх аспірантів, які у мене були за останні дванадцять років, у мене не було жодного, який був би настільки здібним і незалежним у дослідженнях, як міс Стівенс», — такий некролог про неї помістив у ті дні Томас Морган у журналі Science.
Фотографія Едмунда Бічера Вілсона в коледжі Брін-Маур, 1880-ті роки / Фото: TriCollege Libraries Digital Collections
П’ятдесятирічну жінку убив рак молочної залози. Деякі біографи вважають, що хворобу могли спровокувати деякі шкідливі хімічні елементи, з якими вона тривалий час працювала у лабораторіях — зокрема радіоактивний радій. На користь цієї версії свідчить і те, що колега-німець Теодор Бовері пережив її лише на три роки. А симптоми загадкової хвороби, яка мучила його останні роки життя, збігаються із тими, які отримує людина при опроміненні.
За матеріалами nv.ua
