全能干细胞
胚胎学在19世纪末实现了突破性的飞跃。在之前的几个世纪里，人们一直在争论生物体及其各个部件是如何从一颗单细胞卵子发展而来的。而在这一时期，人们开始通过实验而不是辩论来回答这些问题。其中一个最基本的问题是：当一个受精卵细胞分裂成两个细胞时，这两个细胞都各自有形成完整生命体的能力吗？还是说这两个细胞会以某种方式平分这种能力？这个问题无法通过辩论来回答，人们需要使用真实胚胎进行实验来解决这个问题。
1888年，在弗罗茨瓦夫胚胎学研究所工作的威廉·鲁克斯（Wilhelm Roux）接受了这一挑战，他希望通过青蛙的双细胞阶段胚胎来回答这个问题。他将一根加热过的针插入其中一个细胞，然后让另一个存活的细胞发育成胚胎。大多数实验胚胎最终会发育成动物的部分形体（例如胚胎的右半部分或左半部分），而不是整个胚胎。基于这些实验结果，鲁克斯认为，在第一次细胞分裂时，细胞形成完整生命体的能力也会被一分为二。
由于鲁克斯的实验是有史以来首次在胚胎上进行的科学实验，他也被公认为实验胚胎学领域的奠基人。自此以后，实验胚胎学开始成为发育生物学的基石。
鲁克斯的实验结果是毋庸置疑的，但他对这些结果的解释却引起了人们的关注，因为死亡细胞似乎影响到了其周围存活细胞的发育。因此，在几年之后，另一位在那不勒斯海洋生物站工作的胚胎学家汉斯·德里施（Hans Driesch）做了一个非常类似的实验，但他使用的是海胆胚胎，而不是青蛙胚胎。海胆胚胎的奇妙之处在于，在其双细胞阶段，只需轻轻摇动就能将两个细胞分离。因此，这类胚胎原则上应该不会受到任何旁边死亡细胞的影响。德里施的实验结果与鲁克斯正好相反，这两个细胞中的每一个都长成了一只完整的海胆，而不是发育成动物的部分形体。
德里施的实验结果显然加深了人们的怀疑，即在鲁克斯的实验中，死亡细胞的存在可能影响到了他的实验结果。但这种差异也可能说明海胆和青蛙的发育方式存在根本性的差异。因此，人们更感兴趣的是，如果青蛙胚胎的双细胞能够完全分离并均保持存活，会出现什么结果。但这项实验在过去（现在仍然如此）极具挑战性，因为在两栖类动物胚胎的双细胞阶段，细胞还没有完全分离。最终在1903年，维尔茨堡大学的汉斯·斯佩曼（Hans Spemann）成功地使用初生婴儿头上的一根绒毛做成了细小的套索。他将套索放在双细胞之间，保持双手稳定，并慢慢收紧套索。当套索完全收紧时，两个细胞彼此分离，并且都存活下来。在大多数情况下，这两个细胞最终都能形成完整的胚胎。
这样看来，似乎鲁克斯对分裂影响的解释确实是错误的，而且很可能是受到死亡细胞影响的人工产物，但其实验结果的生物学原因却从未真正得到进一步的研究。
那么，哺乳动物呢？1959年，华沙大学的安德烈·塔拉科夫斯基（Andrzej Tarakowski）从双细胞或四细胞的小鼠胚胎中分离出单细胞，然后将其分别植入孕母的子宫中。这些分离的细胞通常都能发育成健康的幼鼠。
至今科学家在许多其他哺乳动物胚胎中也做过类似的实验。对于人类而言，同卵双胞胎就是由单个胚胎自发分裂成的两个胚胎发育而成的。虽然目前还不清楚这种分裂发生的确切时间和方式，但这样分裂的胚胎细胞确实能够发育成完整的人类个体。对于有严重基因异常风险的夫妇，现在可提供针对体外受精的早期人类胚胎（试管受精胚胎）进行的基因测试。在这一程序中，通常会取出处于四细胞或八细胞阶段胚胎中的一个细胞进行测试。如果没有发现明显的基因缺陷，剩下三到七个细胞的胚胎还可以被重新植入子宫，因为只移除一个细胞几乎不会损害剩余细胞发育成完整人体的能力，所以往往能得到令人满意的结果。因此，这一阶段的胚胎细胞被称为具有“全能性”：它有能力形成一切。
