20世紀(jì)初,生物學(xué)家 Nettie Stevens 解決一個(gè)困擾了人類千年的問(wèn)題,這個(gè)問(wèn)題說(shuō)起來(lái)十分簡(jiǎn)單,但又萬(wàn)分難解:為什么有男女之分?她在布林茅爾學(xué)院 (Bryn Mawr)進(jìn)行了開拓性的研究,終于發(fā)現(xiàn)了決定差異的原因——性染色體。
Nettie Stevens
蒙昧年代
多虧了 Stevens 的工作,以及在其基礎(chǔ)上的后續(xù)研究,我們現(xiàn)在知道了性別是遺傳所得,父親的精子決定了后代的性別。但在人類之前漫長(zhǎng)的歷史中,這一問(wèn)題顯得十分神秘,并且催生出很多有意思的理論。
亞里士多德相信孩子的性別是由性行為時(shí)父親的體溫決定的。教科書《發(fā)育生物學(xué)》(Developmental Biology)中寫道:“他勸年長(zhǎng)的男性,如果想要生兒子,就在夏天準(zhǔn)備這事。”
在19世紀(jì)的歐洲,人們廣泛相信營(yíng)養(yǎng)決定性別,營(yíng)養(yǎng)差的父母生男孩,營(yíng)養(yǎng)好的生女孩。幾個(gè)世紀(jì)中,很多別的奇怪的理論也層出不窮。
十八世紀(jì)的法國(guó)解剖學(xué)家 Michel Procope-Couteau【《生男孩的藝術(shù)》(The Art of Having Boys)一書的作者】相信兩個(gè)睪丸/卵巢分別對(duì)應(yīng)兩種性別。他“建議控制后代性別的最佳方法就是移除屬于另一種性別的一個(gè)睪丸或者卵巢;雖然還有一種不那么激烈的方法—女性側(cè)躺(讓正確性別的那側(cè)在下),然后靠重力達(dá)到目的?!边@段話出自生物學(xué)家 Leo W. Beukeboom 和 Nicolas Perrin 所著《性別決定的演化》(The Evolution of Sex Determination)一書。
現(xiàn)在我們知道,以上理論都是無(wú)稽之談。這都要感謝 Stevens 的研究。
Nettie Steven 用的顯微鏡。圖片來(lái)源:Wikimedia Commons
大器晚成
Stevens 于1861年生于美國(guó)佛蒙特州,她在35歲“高齡”才攢到了足夠的資金之后,進(jìn)入加州的一所初創(chuàng)不久的大學(xué)——斯坦福大學(xué),在這里她開始學(xué)習(xí)科學(xué)并不斷成長(zhǎng),于1990年拿到了本科和碩士學(xué)位。從斯坦福畢業(yè)后,Stevens 申請(qǐng)攻讀賓州布林茅爾學(xué)院的博士學(xué)位——這一教育水平對(duì)于當(dāng)時(shí)女性來(lái)說(shuō)是非常罕見的。
20世紀(jì)初時(shí),染色體攜帶遺傳信息仍是一個(gè)新理論。孟德爾工作的內(nèi)容在1900年才剛剛被人們“重新發(fā)現(xiàn)”(他活著的時(shí)候沒人聽他的理論),科學(xué)界當(dāng)時(shí)也在試圖解答包括性別在內(nèi)的各種性狀如何在世代間傳遞。
Stevens 想要弄清楚性別到底如何(或者說(shuō)是否)通過(guò)基因遺傳。她在用一臺(tái)顯微鏡觀察黃粉蟲(Tenebrio molitor)的染色體時(shí),發(fā)現(xiàn)了幾千年來(lái)逃過(guò)人們視線的秘密。
她發(fā)現(xiàn)雌性黃粉蟲的細(xì)胞有20個(gè)大型染色體,而雄性雖然也有20個(gè),但卻有一個(gè)明顯比另外19個(gè)小很多。Stevens 在總結(jié)報(bào)告中寫道:“這看起來(lái)確實(shí)是染色體決定性別的現(xiàn)象?!?p> 她推斷,這樣的差異能夠追溯到黃粉蟲的精子。的確,她發(fā)現(xiàn)黃粉蟲精子的染色體有兩種版本:有一條染色體或大或小?!昂幸粭l小型染色體的精子(產(chǎn)生的后代)是雄性,”她寫道,“而那些10條染色體大小相似的精子產(chǎn)生的后代是雌性?!?p> “這是人類兩千多年來(lái)對(duì)于動(dòng)物植物和人類性別形成的思索和實(shí)驗(yàn)積累的成果”,歷史學(xué)家 Stephen Brush 在他的《科學(xué)學(xué)會(huì)歷史》(The History of Science Society)中解釋道,“同時(shí)它為最近重新發(fā)現(xiàn)的孟德爾基因理論提供了一個(gè)重要的驗(yàn)證,后者已成為現(xiàn)代生物學(xué)的中心理論?!?p>
Steven 筆下的細(xì)胞分裂。 來(lái)源:Studies in Spermatogenesis
無(wú)緣榮耀
Stevens 的同事及前導(dǎo)師——E.B. Wilson,本身是一個(gè)傳奇的生物學(xué)家,他常常被認(rèn)作性染色體的發(fā)現(xiàn)者。
而導(dǎo)致這一情況的原因很簡(jiǎn)單:性別歧視。
Wilson 當(dāng)時(shí)和 Stevens 一樣,也在研究這個(gè)問(wèn)題,并且在同一時(shí)期發(fā)表了相似的成果。然而他研究的物種中,雄性比雌性缺失一條染色體,這種情況在自然界中不那么常見。而 Steven 的 XY 染色體模型才是人類性別決定理論的基礎(chǔ)。另外,Steven 的模型更好地支持了孟德爾的基因理論——一部分基因起主導(dǎo)作用,而與它們相對(duì)應(yīng)的等位基因的作用會(huì)被遮蔽。
“大家總是說(shuō) E. B. Wilson 和 Stevens 在同時(shí)觀察到了同樣的結(jié)果,”Brush 在書中這樣寫道,但“很可能 Wilson 直到看到 Stevens 的結(jié)果,才得出性別決定的結(jié)論......因?yàn)楸緛?lái) Wilson 在其他領(lǐng)域已經(jīng)有了很多成就,所以他總是被給予最多的榮譽(yù)?!?p> Wilson 文章比 Stevens 發(fā)得早,而且學(xué)術(shù)聲望也更高,所以他一直被認(rèn)為是發(fā)現(xiàn)性別決定的人。然而雖然這兩篇文章相似,Stevens 的結(jié)論明顯更加正確,且證據(jù)更充足有力。Wilson 仍然相信環(huán)境因素會(huì)對(duì)性別決定產(chǎn)生影響,而 Stevens 認(rèn)為這完全取決于染色體。這兩種觀點(diǎn)中在當(dāng)時(shí)都無(wú)法完全驗(yàn)證,但時(shí)間證明 Stevens 是正確的(譯注:至少對(duì)于人類等哺乳動(dòng)物性別由染色體決定,但確實(shí)有部分物種性別由環(huán)境決定),他們應(yīng)該被認(rèn)作共同發(fā)現(xiàn)者。盡管如此,只有 Wilson 一人獲得了承認(rèn)和榮譽(yù)。
這是一個(gè)“瑪?shù)贍栠_(dá)現(xiàn)象”的典型案例,這個(gè)名詞來(lái)源于廢奴主義者 Matilda Gage,指女性所取得的成就往往被歸功于她們的男性同事——他們成為共同作者、被夸大功勞、甚至完全掩蓋她們所做的貢獻(xiàn)。Stevens 絕不只是唯一一個(gè)有如此遭遇的女科學(xué)家:比如20世紀(jì)的 Rosalind Franklin,她的工作對(duì)于 DNA 的發(fā)現(xiàn)起到了決定性的作用,卻被同樣遺忘。
Stevens 在1912年死于乳腺癌。紐約時(shí)報(bào)為此發(fā)表了一篇訃告,這樣總結(jié)她的成就:“她是極少數(shù)杰出女性科學(xué)家之一,也是當(dāng)代生物學(xué)領(lǐng)域中的佼佼者。”
這真的是一個(gè)保守的評(píng)價(jià)。