Great Women # 146: Nettie Stevens

Die von mir heute porträtierte Frau kam lange, lange eigentlich nirgends vor, weder in biographischen Nachschlagewerken noch Porträtsammlungen, auch denen, die sich ausschließlich Frauen oder Wissenschaftlerinnen widmeten. Erst ein Google Doodle zu ihrem 155. Geburtstag 2016 hat sie wieder richtig aus der Versenkung geholt. Dabei hat Nettie Stevens als Genetikerin einstmals eine bahnbrechende Entdeckung gemacht...

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Nettie Maria Stevens wird am 7. Juli 1861 in Cavendish, Vermont, USA in eine alteingesessene New- England - Familie geboren - fünf Generationen haben bis dato schon in der neuen Welt gelebt. Ihr Vater ist Ephraim Stevens, ihre Mutter Julia Adams, eine Lehrerin. Zuvor hat das Ehepaar schon zwei kleine Söhne verloren. Die Mutter stirbt, als Nettie gerade zwei Jahre alt ist, ein halbes Jahr nach der Geburt von Schwester Emma. Zwei Jahre später heiratet der Vater ein zweites Mal, Ellen Thompson.

Ephraim Stevens scheint ein fähiger und einigermaßen erfolgreicher Zimmermann und Handwerker gewesen zu sein, der schließlich nach Westford in Massachusetts umzieht. Mit seiner Arbeit verdient er gutes Geld, um seiner Familie ein Leben ohne Armut zu ermöglichen.

Nettie besucht zuerst öffentliche Grundschulen in Westford und ist eine hervorragende Schülerin. 1872 wechselt sie an die Highschool, die sie acht Jahre später abschließt, zu einer Zeit, als das für die meisten Mädchen unüblich ist. Sie hat das Glück, in Westford eine der ältesten privaten Schulen der Vereinigten Staaten besuchen zu können, die Westford Academy, gegründet 1792. Die Schule steht schon damals Jungen wie Mädchen aller Nationen offen. ( Auch ihre Schwester Emma besucht diese Schule sehr erfolgreich. )

Die Karrieremöglichkeiten junger Frauen nach dem Ende der schulischen Ausbildung sind dennoch begrenzt: So kurz nach dem amerikanischen Bürgerkrieg stehen Mädchen nur Möglichkeiten in Lehr-, Pflege- oder Sekretariatsberufen offen neben der Option einer Heirat.

Nettie, 19 Jahre alt, entscheidet sich für den Lehrberuf in den Fächern Latein, Englische, Mathematik, Zoologie und arbeitet an einer Highschool in Lebanon, New Hampshire, hundert Meilen von ihrer Familie entfernt. Im tiefsten Innern ist sie aber keineswegs bereit, ihr ganzes Leben mit dem Lehrberuf zu verbringen, denn sie möchte viel lieber als Wissenschaftlerin forschen. Sie spart Geld, um sich nach drei Semestern an der Westfield Normal School, einem Lehrer-College, einschreiben zu können - eine normale Universität steht zu diesem Zeitpunkt einer Frau nicht offen. In ihrer Freizeit nimmt die neugierige Studentin an Debatten teil und erlernt das Klavierspielen. Nach zwei Jahren schließt sie das Studium 1883 mit der Höchstpunktzahl in Chemie, Algebra und Geometrie ab.

Ihr Interesse an der Zoologie wird wohl in jener Zeit in Sommerkursen im Marine Biological Laboratory in Woods Hole, Massachusetts bzw. in Martha's Vineyyard geweckt.

Nachdem sie ihr Zertifikat an der Westfield Normal School erhalten hat, arbeitet sie die nächsten Jahre in Westford, Chelmsford und Billerica, Massachusetts, als Lehrerin und Schulbibliothekarin, immer in der Hoffnung, doch noch an einer der wenigen Universitäten des Landes studieren zu können. Dafür spart sie weiterhin. Man darf wohl aber annehmen, dass sie ihrer Arbeit durchaus mit Engagement und Interesse an ihren Schülern ausgeübt hat. Überliefert ist ihre Antwort auf die Frage eines ihrer Schüler, ob er sie mit seinen Fragen nerve: "How could you think your questions would bother me? They never will, so long as I keep my enthusiasm for biology; and that, I hope will be as long as I live."

Stanford um 1900
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Im Jahr 1896 hat sie endlich genug Geld auf der Bank, um - mit nunmehr 35 Jahren - an die Stanford University zu gehen, eine der wenigen amerikanischen Universitäten, die Frauen zu dieser Zeit akzeptieren, allerdings auf eine Anzahl von fünfhundert Studentinnen beschränkt.

Schon bald wird sie im Januar 1897 als Erstsemester ausgezeichnet, drei Monate später gilt sie als fortgeschrittene Studentin. Berichten von Zeitgenossen zufolge ist sie eine außergewöhnlich qualifizierte Studentin.

Sie studiert zunächst bei Franc Mace McFarland, einem Malakologen, i.e. einer, der sich mit Mollusken, also Schnecken, Muscheln, Kraken und Tintenfische befasst. In den Sommerferien geht sie deshalb an ein Meereslaboratorium in Kalifornien, um dort Gewebe- & und Zellforschung zu betreiben. 1899 erwirbt Nettie an der Stanford University ihren Bachelor - Abschluss in Physiologie. Ihr Vater und ihre Schwester ziehen zu diesem Zeitpunkt zu ihr nach Kalifornien.

Um 1904
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1900 folgt der Master - Abschluss mit einer Diplomarbeit über Ciliate Infusoria/ Wimperntierchen. Dann kehrt Nettie Stevens an die Ostküste zurück, ans Bryn Mawr College in Philadelphia - eine sehr gute Wahl für eine künftige Zell- & Gewebeforscherin, denn dort lehren zwei Koryphäen auf diesem Gebiet, Edmund Beecher Wilson und Thomas Hunt Morgan. Es ist das Jahr, in dem die mendelschen Erbgesetze wiederentdeckt werden.

Endlich, im Alter von 39 Jahren, wird Netties Traum Realität, denn sie beginnt nun wissenschaftlich zu arbeiten. Die nächsten 11 Jahre werden die produktivsten ihres Lebens sein. Der fünf Jahre jüngere Morgan zeigt sich durchaus beeindruckt von den Fähigkeiten und der Unabhängigkeit  seiner Doktorandin...

1901 wird ihr der "President’s European Fellowship" zugesprochen und sie kann ein akademisches Jahr in Europa verbringen, einmal in Neapel in Italien, der ältesten biowissenschaftlichen Station der Welt, und an der Universität Würzburg in Deutschland.

Dort in Würzburg arbeitet Theodor Boveri, der wie Thomas Hunt Morgan an der Rolle des Chromosoms in der Vererbung forscht. Zur Zeit von Netties Studienaufenthalt führt er Experimente durch, bei denen er die Vererbung mit Einheiten im Zellkern, den sogenannten Chromosomen, in Verbindung bringt. Er beobachtet, dass ein kompletter Satz von Chromosomen notwendig ist, damit die Entwicklung eines Organismus normal ablaufen kann, und entdeckt, dass jedes Chromosom seine eigene Identität hat.

Nettie Stevens  im Labor in Neapel
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In Neapel erhält sie eine Auszeichnung der "Association for Maintaining the American Woman's Table at the Zoological Station at Naples and for Promoting Scientific Research among Women" für die beste von einer Frau verfasste wissenschaftliche Arbeit des  damaligen Jahres.

1903 schließt Nettie Stevens ihre Promotion ab und akzeptiert ein Angebot für Postdoc-Arbeiten am Bryn Mawr College. Ihr Doktorvater möchte mit ihr zusammen die bis dahin in der Wissenschaft umstrittene und ungelöste Frage klären, wodurch das Geschlecht in dem sich entwickelnden Ei bestimmt wird. Sind es äußere Faktoren wie Nahrung und Temperatur? Oder ist es etwas, das dem Ei selbst innewohnt? Oder wird das Geschlecht als mendelscher Zug vererbt? Aber Netties Ersparnisse neigen sich dem Ende zu...

Zum Glück hat sie sich auf Anregung Morgans um eine Graduiertenförderung beim Carnegie Institute of Washington beworben mit der Begründung:

"Ich bin besonders interessiert an der histologischen Seite der Vererbungsprobleme, die mit dem Mendelschen Gesetz verbunden sind, und ich weiß, dass es eine Menge mühsamer Arbeit in dieser Richtung bedarf." ( Quelle hier )

Ihr wird ein monatlicher Zuschuss von tausend Dollar monatlich gewährt, der ihr einen wirtschaftlichen Freiraum bis 1905 ermöglicht. Anschließend erhält sie eine weitere Zuwendung in gleicher Höhe - den Ellen-Richards-Preis für die beste wissenschaftliche Arbeit einer Frau - für eine Studie über die Keimzellen von Aphis rosae, der Rosenblattlaus, und Aphis oenotherae, einer Blattlaus, die nur auf Nachtkerzen in Nordamerika vorkommt. Sie hat diese Untersuchung im Dezember 1904 verfasst, zu einem Zeitpunkt, als sie noch unsicher über die Quelle der Geschlechtsbestimmung ist.

Die Erforschung eines Zusammenhangs zwischen der Geschlechtsbestimmung und Nahrungsquelle bei Blattläusen betreibt sie gemeinsam mit T.H.Morgan. Daneben verfolgt sie völlig unabhängig & eigenständig den Hinweis, dass das Geschlecht durch die Vererbung bestimmter Chromosomensätze bestimmt wird. Sie knöpft sich aus diesem Grund verschiedene Insektenarten vor. Als sie den Tenebrio melitor,  den Mehlwurm, wie die Larve des Mehlkäfers genannt wird, untersucht, gelingt ihr eine spektakuläre Entdeckung:

Dieser Käfer weist zwei Klassen von Spermien auf: eine, die zehn große Chromosomen hat, und eine, die neun große und eine kleines Chromosom. Die Körperzellen der Weibchen enthalten 20 große Chromosomen, die der Männchen 19 große und ein kleines Chromosom. Sie schlussfolgert und veröffentlicht danach:

"Da die männlichen somatischen Zellen 19 große und 1 kleine Chromosomen haben, während die weiblichen somatischen Zellen 20 große haben, scheint es sicher, dass ein von einem Spermium befruchtetes Ei, das das kleine Chromosom enthält, ein Männchen hervorbringen muss, während eines von einem Spermium befruchtet wird mit 10 gleich großen Chromosomen muss ein Weibchen hervorgebracht werden. " ( Quelle hier )

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Zwecks Überprüfung ihrer Hypothese untersucht sie anschließend verschiedene andere Insektenarten. Dabei wird die Fruchtfliege Drosophila melanogaster ihr "Paradetier" ( die sie damit in die genetische Forschung einführt und bis heute in der Genetik als beliebtestes Versuchstier verankert, nicht Thomas Hunt Morgan, der erst von Nettie auf das Tier aufmerksam gemacht wird  ). Die Fruchtfliege eignet sich deshalb so gut, weil sich ihre Chromosomen gut einfärben lassen und damit unter dem Lichtmikroskop deutlich erkennbar sind.

Bei jedem weiteren Versuch das gleiche Ergebnis: weibliche Tiere weisen zwei gleich große Geschlechtschromosomen auf – heute als X-Chromosomen bezeichnet – und männliche ein großes und ein kleines – also ein X- und ein Y-Chromosom. Auf dem sind die typisch männlichen Merkmale festgelegt, also sind männliche Lebewesen für das Geschlecht ihrer Nachkommen ausschlaggebend. Oder anders ausgedrückt: Das Geschlecht eines Individuums hängt vom jeweiligen Chromosomensatz des Spermiums ab, das bei der Befruchtung mit der Eizelle verschmilzt.

Wie so oft in der Wissenschaft entdeckt ein anderer Forscher fast zeitgleich etwas Ähnliches: Edmund B. Wilson macht ähnliche Beobachtungen an den Chromosomen der Hemiptera/Schnabelkerfe, einer Ordnung der Insekten, deren Spezies nicht vollständig metamorphosiert werden.

Doch das ist wissenschaftliche Forschung: eine Beobachtung muss an einer breiteren Palette von Insekten verifiziert werden.

Nettie Stevens Mikroskop am Bryn Mawr College
CC BY-SA 3.0

Wilson schließt sich wohl den Interpretationen der unermüdlichen Forscherin an, hat aber den Vorteil, Mitherausgeber des "Journal of Experimental Zoology" zu sein. So wird sein Thesenpapier vor ihrem der Öffentlichkeit bekannt. Auch kommt ihm zugute, dass er auf anderen Gebieten mehr Reputation als "Miss Stevens" hat, weshalb man ihm die Entdeckung eher zuschreibt.

Offensichtlich lässt sie sich von solchen Niederträchtigkeiten nicht von der weiteren Forschung abhalten. Sie sucht weiter nach Beweisen für ihre Hypothese, verfasst bis 1912 insgesamt 38 Fachpublikationen zur Zytologie und experimentellen Physiologie. 1910  wird sie gar mit einem Eintrag in die Liste der "American Men of Science" geehrt, was bedeutet, dass sie zu den Top Tausend der Wissenschaft des Landes gehört - neben siebzehn weiteren Wissenschaftlerinnen.

Die Arbeitsbedingungen am Bryn Mawr College werden ihrem Niveau dennoch nicht gerecht, so dass sie mit dem Gedanken spielt, eine Stelle am Cold Spring Harbor Laboratory auf Long Island anzunehmen. Ständig plagen sie finanzielle Sorgen, was ihr privates Leben wie ihre Forschung betrifft, da sie meist keine Unterstützung von außen bekommt. Schließlich und endlich richtet man doch noch eine Forscherinnenstelle ohne Lehrverpflichtungen für sie einzurichten, doch das Angebot kommt zu spät:

Im Alter von 50 Jahren stirbt sie am 4. Mai 1912 im John Hopkins Hospital in Baltimore, Maryland an Brustkrebs. Sie wird in Westford, Massachusetts neben ihrem Vater und ihrer Stiefmutter bestattet.

Zu diesem Zeitpunkt steht eine endgültige Bestätigung ihrer Entdeckung noch aus. 

Der Nachruf von T.H. Morgan in "Science" trägt den Titel "Das wissenschaftliche Werk von Miss NM Stevens". Ihre Forschung "markiert den Wendepunk in der Geschichte der Theorie der Geschlechter-Determinierung", stellt er immerhin fest. Er lobt ihre "Zielstrebigkeit und Hingabe, kombiniert mit einer scharfen Beobachtungsgabe; ihre Nachdenklichkeit und Geduld, vereint zu einem ausgewogenen Urteil." Die Wissenschaft habe die Bedeutung ihrer Entdeckung aufgrund ihres eigenen Konservatismus nur schleichend erkannt. Aber er charakterisiert sie auch als "übervorsichtig" und beurteilt sie als hervorragende Labortechnikerin, aber weniger befähigte Theoretikerin. Deutlicher kann man nicht machen, dass das Hochschulwesen ein System ist, das die Leistungen von Frauen abwertet in Richtung "fleißig wie eine Biene"...

Als Calvin Bridges 1916 seine Dissertation mit dem Beweis für die Chromosomentheorie der Vererbung in der Zeitschrift "Genetics" veröffentlicht, erwähnt er zwar die bahnbrechenden Beobachtungen einer "Miss Stevens", bedankt sich auch herzlich bei "Dr. TH Morgan" und  seinen Laborkameraden "Dr. AH Sturtevant und Dr. HJ Muller", lässt aber völlig außer Acht, dass diese "Miss Stevens" wie er und seine "Laborkameraden" bei T.H.Morgan promoviert hat. In der Konvention akademischer Fachzeitschriften ist es üblich, Frauen als "Fräulein" oder "Frau" zu bezeichnen und sie um die Anerkennung ihrer Leistungen zu bringen...

Niemanden wird es zuletzt noch wundern, dass Thomas Hunt Morgan 1933 den Nobelpreis für Medizin erhält für seine Forschungsergebnisse, basierend auf der Arbeit von Nettie Stevens und Edmund B. Wilson...

Die Erfolge von Nettie Stevens werden später nur wenig dokumentiert und kaum anerkannt. So ist es zu erklären - aber nicht im geringsten gerechtfertigt -, dass ihr Name im Zusammenhang mit der Geschlechterdeterminierung weder in Schulbüchern noch in biographischen Nachschlagewerken zu finden ist.

Man muss sich nicht wundern, wenn Mädchen nicht darauf kommen, einen entsprechenden Platz in den Naturwissenschaften für sich anstreben. Allerdings habe ich meine Zweifel, ob selbst heutzutage ihre Leistungen angemessen gewürdigt würden - berichtete Erfahrungen von Frauen aus dem Wissenschaftsbetrieb bestätigen da meine Skepsis...