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但真正展现出我们的细胞具有相当多样的功能，或者说展现出我们的细胞所具有的“智慧”的，是早期的胚胎。在这个阶段，这些细胞不再只是组成我们的一部分，它们还在定义我们是谁。
从技术层面上讲，在一名女性体内的卵细胞刚受精时，她还没有怀孕。你可能会觉得这很奇怪（反正我是这么觉得的），但这并不是因为生物医学上某些古怪的定义，而是事实确实如此，因为从这时起直到受精后的第4天，受孕检测得出的都会是阴性结果。在受精后，受精卵会通过有丝分裂变成2个细胞，再变成4个，然后是8个……截至此时，这些细胞都能形成胚胎中任何类型的组织，因此它们被称为“干细胞”，它们具有全能性（totipotency） [12] 。
换句话说，这些细胞中的每一个都可以形成一个单独的胚胎。在胚胎学发展的早期，人们还没有认识到这一点。比如德国动物学家威廉·鲁（Wilhelm Roux）就认为，细胞在受精卵第一次分裂之后就开始朝着不同的命运发育了。1888年，他发表了在青蛙胚胎中实验的结果。在青蛙胚胎的二细胞或四细胞阶段，鲁用一根滚烫的针刺破了其中一个细胞。他发现，二细胞胚胎中剩下的那个细胞最终发育成了半个胚胎，因此他认为在这个阶段，细胞就已经被分配好了各自的命运。
但鲁的实验方法存在缺陷：他无法把被刺破的那个细胞的残存部分与另一个细胞分离开，而这些残存的细胞碎片会对胚胎随后的发育过程产生影响。20世纪二三十年代，德国胚胎学家汉斯·斯佩曼（Hans Spemann）在蝾螈的胚胎中进行了更加精细的操作，他用婴儿的头发制作了一个绳套，把早期的胚胎分成两个部分。斯佩曼发现分离出的两部分胚胎最终都能发育成完整的胚胎。 [13] 斯佩曼的实验事实上用人工的方法创造了同卵双胞胎，因为他从一个胚胎创造出了两个拥有完全相同遗传物质的胚胎，因此你也可以把这个过程称为“克隆”。 [14] 斯佩曼和他的同事以两栖动物为实验对象，因为它们的细胞比较大，徒手就能对它们进行精细的操作，当然，这些实验依然需要实验者有足够稳定的双手。
