Почти у всех животных взрослые особи имеют половые железы, в которых находятся клетки, развивающиеся в половые (гаметы).
Половые клетки, так же как и соматические, образуются из яйца путем митотического деления, и изучать их родословную можно с помощью тех же методов, которые применяются при изучении родословной клеток почек, печени или крови. Возникновение половых клеток в процессе развития животного привлекало внимание эмбриологов XIX века, которые, основываясь на уникальном свойстве этих клеток — их потенциальном бессмертии, — считали, что, по-видимому, клетки зародышевого пути рано отделяются или обособляются от соматических клеток. Хотя, согласно современным представлениям цитогенетики, любая нормальная диплоидная соматическая клетка содержит ту же генетическую информацию, что и ооцит или сперматоцит первого порядка, в связи с чем раннее обособление клеток зародышевого пути не является обязательным, старое предположение часто подтверждается. У животных многих видов материал яйца, из которого впоследствии разовьются половые клетки, уже различим или перед дроблением, или во время дробления. У лягушки, например, вскоре после оплодотворения, но перед первым делением дробления в яйце вблизи вегетативного полюса появляются небольшие участки цитоплазмы, не содержащей желтка, но богатой РНК и митохондриями. На двухклеточной стадии эта цитоплазма распределяется между двумя бластомерами, а после второго деления ее можно обнаружить во всех четырех бластомерах. Однако начиная с 8-клеточной стадии некоторые бластомеры уже не содержат этой особой цитоплазмы и в процессе дробления число содержащих ее клеток неуклонно уменьшается. На стадии бластулы мы обнаруживаем только 16 таких клеток, которые располагаются около дна бластоцеля.
Тщательное изучение срезов позволяет проследить в процессе раннего развития судьбу клеток, содержащих участки зародышевой цитоплазмы, их перемещение вместе с морфогенетическими движениями пластов клеток, а также их активное перемещение вплоть до того момента, когда они достигнут области, в которой разовьется половая железа. К этому времени их ясно различимая зародышевая цитоплазма исчезает, но появляются другие характерные признаки, которые позволяют распознавать эти клетки. Теперь они обладают большим, слабо окрашивающимся ядром; кроме того, в них значительно дольше, чем в других клетках, сохраняется желток. По мере развития половых желез так называемые первичные половые клетки включаются в них.
До этого момента развитие первичных половых клеток можно изучать, применяя обычные гистологические методики, однако эти методики не позволяют доказать, что столь примечательные первичные половые клетки действительно превращаются в дефинитивные половые клетки.
Удаление или разрушение зародышевой цитоплазмы на ранней стадии развития приводит к появлению зародышей, не имеющих первичных половых клеток и соответственно развивающихся в стерильных взрослых особей. Однако всегда можно предположить, что первичные половые клетки лишь необходимы для образования гамет, но сами не превращаются в них. Использование в эксперименте двух подвидов бесхвостой амфибии Xenopus laevis почти разрешило все сомнения на этот счет. Эти два подвида отличаются рядом признаков, из которых одни проявляются у личинок, а другие — у взрослых особей. Замещая первичные половые клетки (или большую их часть) зародыша одного вида равноценными клетками зародыша другого вида на стадии, предшествующей миграции первичных половых клеток в область развивающейся половой железы, можно получить лягушек с химерными половыми железами. При размножении такие лягушки дают потомство, в котором все особи или часть их обладают свойствами донора первичных половых клеток.