Nettie Stevens

Nettie Stevens là nhà nữ di truyền học người Mỹ. Bà là người đầu tiên phát hiện ra rằng giới tính của sinh vật được xác định bởi nhiễm sắc thể, hay hiện nay còn được biết đến với tên gọi là cơ chế xác định giới tính XY (XY sex-determination system). Trong đó, nữ có hai nhiễm sắc thể giới tính giống nhau (XX); nam có hai nhiễm sắc thể giới tính khác nhau (XY). Phát hiện này cũng là lần đầu tiên chứng minh được mối liên hệ giữa một đặc điểm thể chất (giới tính) với sự khác biệt trong nhiễm sắc thể. 

Nettie Maria Stevens sinh ngày 7 tháng 7 năm 1861 tại Cavendish, Vermont, Hoa Kỳ. Năm Nettie hai tuổi, bà đã phải trải qua một bi kịch lớn khi mẹ của mình qua đời. Sau đó, vào năm 1865, cha bà kết hôn với một người vợ mới và cả gia đình chuyển đến Westford, Massachusetts. Tại đây, Nettie theo học các trường tiểu học công lập và bắt đầu bộc lộ khả năng học tập vượt trội. Đến năm 1872, bà học tại Westford Academy và tốt nghiệp năm 1880.

CON ĐƯỜNG HỌC VẤN

Một giáo viên xuất sắc

Sau khi tốt nghiệp, Nettie Stevens đã giảng dạy tại Trường Trung học Lebanon trong một năm. Bà thích công việc này đến nỗi đã đăng ký vào trường Cao đẳng Sư phạm ở Westfield, Massachusetts. Bà chỉ mất hai năm để hoàn thành chương trình bốn năm của trường Cao đẳng. Nettie là một sinh viên xuất sắc luôn đạt điểm số cao; trong đó, điểm số của bà ở môn Đại số, Hóa học và Hình học là điểm tuyệt đối.

Năm 1883, bà bắt đầu giảng dạy tại trường Minot’s Corner ở Westford và nhanh chóng được công nhận là một giáo viên xuất sắc. Do vậy, bà vừa làm việc dưới tư cách giáo viên, vừa làm việc dưới tư cách cố vấn viên trường học. Sau một năm, Nettie trở lại Westford Academy – ngôi trường mà bà đã theo học từ năm 11 tuổi đến năm 18 tuổi, và giảng dạy ở đó đến năm 1892. Trong khoảng thời gian làm giáo viên, bà đã cố gắng tiết kiệm nhiều nhất có thể để trang trải cho việc học đại học trong những năm sắp tới.

Đại học Stanford

Tháng 9 năm 1896, năm 35 tuổi, Stevens theo học tại Đại học Stanford, chuyên ngành Sinh lý học và tốt nghiệp với bằng cử nhân vào năm 1899. Sau đó, bà dành cả mùa hè để làm việc tại phòng thí nghiệm ven biển Hopkins của Stanford. Tại đây, bà tập trung nghiên cứu về giải phẫu vi mô của sinh vật (mô học) và tế bào (tế bào học). Công việc này khiến bà vô cùng say mê và vào năm 1900, bà đã lấy bằng thạc sĩ tại Stanford với luận văn nghiên cứu về Ciliate Infusoria.

Cao đẳng Bryn Mawr, Châu Âu 

Đầu năm 1901, Stevens chuyển đến Cao đẳng Bryn Mawr, gần thành phố Philadelphia ở Pennsylvania. Tại đây, bà bắt đầu học lấy bằng tiến sĩ về tế bào học. Cũng trong năm 1901, Stevens được trao học bổng President’s European Fellowship (Tạm dịch: Học bổng châu Âu của Tổng thống). Do vậy, bà đã dành năm học đầu tiên của mình (1901-1902) để thực hiện nghiên cứu tại Trạm động vật học Naples ở Ý và Đại học Würzburg ở Đức. Tại Đại học Würzburg, bà làm việc với Theodor Boveri – một nhà nghiên cứu đang tìm hiểu về vai trò của nhiễm sắc thể trong di truyền.

Năm 1903, ở tuổi 42, Stevens hoàn thành luận án “Nghiên cứu sâu hơn về Ciliate Infusoria Lichnophora và Boveria”, với nội dung mở rộng thêm về chủ đề của luận án thạc sĩ trước đây của bà. Với luận án này, Nettie đã lấy bằng tiến sĩ và nhận được lời mời thực hiện nghiên cứu sau tiến sĩ tại Bryn Mawr.

NHỮNG ĐÓNG GÓP CỦA NETTIE STEVENS CHO KHOA HỌC

Khám phá ra các loài mới

Trong khoảng thời gian theo học thạc sĩ tại Đại học Stanford, Stevens đã phát hiện ra hai loài sinh vật đơn bào mới là Licnophora macfarlandi và Boveria subcylindrica. Đồng thời, bà cũng đã ghi chép lại về vòng đời của hai sinh vật này.

Nhiễm sắc thể xác định giới tính của sinh vật

Nguồn ảnh: Science Photo Library – SCIEPRO via Getty Images

Năm 1866, Gregor Mendel – nhà khoa học người Séc được mệnh danh là “cha đẻ của di truyền hiện đại”, đã thiết lập các quy tắc di truyền. Đây là các quy tắc chi phối cách các đặc điểm của cha mẹ truyền cho con cái. Dù vậy, chẳng ai nhận ra tầm quan trọng to lớn trong công trình của ông cho đến khi được tái nghiên cứu vào khoảng năm 1900.

Đến năm 1900, bằng việc quan sát dưới kính hiển vi, các nhà tế bào học đã tìm ra rằng: một đứa trẻ thừa hưởng số lượng nhiễm sắc thể bằng nhau từ cha mẹ của mình. Tuy nhiên, không ai có thể chứng minh được mối liên hệ giữa các quy tắc của Mendel với vai trò của nhiễm sắc thể. Vậy nên, chủ đề này đã tạo nên sự bàn luận sôi nổi trong giới khoa học đương thời. Cũng tại thời điểm đó, câu hỏi: “Giới tính của được xác định như thế nào” vẫn chưa có lời giải đáp. Có rất nhiều giả thuyết khác nhau, bao gồm cả giả thuyết cho rằng nhiễm sắc thể xác định giới tính. Tuy nhiên, hầu hết các nhà khoa học đều tin rằng giới tính được quyết định bởi các yếu tố bên ngoài tác động lên trứng đã thụ tinh, ví dụ như nhiệt độ và chế độ dinh dưỡng. Họ không tin rằng giới tính được quyết định bởi nhiễm sắc thể ngay tại thời điểm thụ tinh.

Năm 1903, Stevens đã nộp đơn xin tài trợ từ Viện Carnegie ở Washington và bà nhận được 1.000 đô la trong khoảng thời gian 1904-1905 để nghiên cứu các vấn đề liên quan đến xác định giới tính. Đến năm 1905, với chủ đề là Nghiên cứu về tế bào mầm của Aphis rosae và Aphis oenotherae, bà đạt Giải thưởng Ellen Richards cho bài báo về khoa học hay nhất do phụ nữ viết. Cũng trong năm 1905, Stevens đã công bố một loạt các bài báo chứng minh rằng giới tính của một cá thể được xác định bởi các nhiễm sắc thể thừa hưởng từ cha mẹ của mình. Theo như bà viết: “Vì các tế bào soma (tế bào sinh dưỡng) của con đực có 19 nhiễm sắc thể lớn và 1 nhiễm sắc thể nhỏ, trong khi các tế bào soma của con cái có 20 nhiễm sắc thể lớn, nên chắc chắn trứng được thụ tinh bởi tinh trùng chứa nhiễm sắc thể nhỏ phải tạo ra con đực, trong khi trứng được thụ tinh bởi tinh trùng chứa 10 nhiễm sắc thể có kích thước bằng nhau phải tạo ra con cái.”

Nettie Stevens đã xác định được một nhiễm sắc thể lớn và một nhiễm sắc thể nhỏ, hay hiện nay còn được gọi là X và Y. Trong các bài báo của mình, bà đã chỉ ra rằng giới tính của một cơ thể được xác định bởi các nhiễm sắc thể cụ thể mà ngày nay còn được biết là con đực có nhiễm sắc thể XY và con cái có nhiễm sắc thể XX. Như vậy, bà là người đầu tiên chứng minh một đặc điểm thể chất (giới tính của một cá nhân) có liên quan đến sự khác biệt trong nhiễm sắc thể. Bên cạnh, Stevens, vào năm 1905, Edmund Beecher Wilson – một nhà động vật học và gen di truyền học của Đại học Columbia, cũng đã đưa ra cùng một kết luận như bà.

Thomas Hunt Morgan – nhà di truyền học người Mỹ đạt giải Nobel Sinh lý và Y học năm 1933 đã phát biểu về Stevens như sau: “Năm 1906, bà phát hiện ra con đực của một loài bọ cánh cứng (Tenebrio molitor) tạo ra hai loại tinh trùng: một loại có nhiễm sắc thể lớn và loại còn lại có nhiễm sắc thể nhỏ hơn… Stevens đã rút ra một kết luận vô cùng chính xác rằng vì tất cả các trứng chưa thụ tinh đều giống nhau về hàm lượng nhiễm sắc thể, do đó con cái là kết quả của sự thụ tinh của trứng với tinh trùng chứa nhiễm sắc thể lớn hơn và con đực là với tinh trùng chứa nhiễm sắc thể nhỏ hơn. Phát hiện này cũng đồng thời được tìm ra bởi giáo sư E. B. Wilson. Khám phá chung của họ đánh dấu bước ngoặt trong lịch sử của lý thuyết xác định giới tính.”

NHỮNG NGÀY CUỐI ĐỜI

Nettie Stevens được Google vinh danh vào ngày 7/7/2016 – Kỉ niệm 155 năm ngày sinh của bà

Là người tận tuỵ với công việc nghiên cứu khoa học, Nettie Stevens không lập gia đình và không có con cái. Vào ngày 4 tháng 5 năm 1912, bà qua đời ở tuổi 50 vì căn bệnh ung thư vú ác tính tại Baltimore, Maryland. Stevens được an nghỉ tại nghĩa trang ở Westfield, Massachusetts bên cạnh mộ của cha và mẹ kế. Bà được các học sinh nhớ đến là một giáo viên khá nhút nhát, khiêm tốn. Còn đối với các thành viên trong khoa tại Cao đẳng Bryn Mawr, bà được nhớ đến là một nhà nghiên cứu tài năng, một người đã đạt được danh tiếng thế giới trong giới sinh học. Bà luôn sẵn sàng giúp đỡ giảng dạy hoặc bất kỳ công việc nào liên quan trong trường.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Famous Scientists – Biography, Facts and Pictures