Ч. Чайлд и его последователи (А. В. Беллами и др.) применили теорию градиентов к анализу явлений эмбрионального развития. Процессы формообразования на разных стадиях развития и иные формообразовательные процессы, например сопровождающие регенерацию, ставятся в зависимость от различных этапов изменяющейся системы физиологических градиентов. Исходным положением служит утверждение, что прежде чем появляются качественные отличия между различными частями тела, последние отличаются лишь количественно, а именно уровнем физиологической активности. Возникновение различного рода структур, процессы морфологической дифференциации происходят на основе количественных отличий в уровнях физиологического градиента. На разных его уровнях возникают и разные дифференцировки. Участки с наивысшей активностью доминируют над другими, оказывают влияние на дифференциацию соседних участков.
По Чайлду, возникновение полярности и симметрии в их первоначальной простейшей форме обусловлено внешними факторами. Под влиянием внешних факторов возникают чисто количественные различия в уровне обмена веществ по какой-либо оси, и эти количественные различия переходят в различия качественного порядка. Яркий пример этого Чайлд видит в поведении яйцеклеток бурой водоросли Fucus. Чем объясняется их полярность? До начала развития яйцеклетка имеет форму шара. Первый признак развития — небольшая деформация, которая выражается первоначально в небольшом выпячивании определенного участка, не отличающегося по своей структуре от других частей яйца . Удлинение яйца в этом участке приводит к образованию выроста. Яйцо делится в плоскости, перпендикулярной к оси, по которой происходит удлинение. Клетка с выростом становится первичным ризоидом, органом прикрепления, а другая клетка дает начало таллому. Градиенты индофеноловой реакции обозначены на рисунке стрелками; видно, что при разделении на две клетки появляется второй градиент чувствительности
Чайлд установил, что различные внешние условия ответственны за возникновение градиентов яйца Fucus: при неодинаковом освещении частей яйцеклетки ризоид развивается на менее освещенной стороне; при использовании в экспериментах электрического тока ризоид образуется на стороне, обращенной к аноду; развитие ризоида при разной концентрации водородных ионов среды, омывающей разные участки яйца, обеспечивается на той стороне яйцеклетки, где кислотность выше.
При изучении оогенеза полихет, немертин, морских ежей Чайлд убедился, что возникновение полярности ооцитов объясняется действием неодинаковой среды на разные участки ооцита: центр участков, подвергающихся действию овариальной жидкости, становится анимальным полюсом; в этом районе обмен веществ наиболее интенсивен; противоположный полюс (которым яйцо прикрепляется к стенке яичника) становится вегетативным полюсом.
Анимальный полюс у ооцита лягушки развивается в том участке, где входят в фолликул артериальные сосуды. На рис. 125 изображены ооциты полихеты Sternaspis и лягушки. У полихеты ооцит прикреплен при помощи узкой ножки, содержащей отверстие для сосудов, а ядро ооцита расположено в противоположном конце, который выдается в овариальную полость. Полярность ооцита отражает результат различий в транспорте питательных веществ к яйцу. Они поступают из стенки яичника или благодаря мигрирующим «кормящим» клеткам, покрывающим свободную поверхность растущего ооцита. На растущий ооцит могут оказать влияние локальные различия в содержании кислорода и углекислоты. Одно из видимых показателей полярности — образование полярных телец у анимального полюса. У яиц морских ежей обнаружен градиент в расположении митохондрий и региональные различия в расположении рибонуклеиновых кислот и в синтезе белков.
В ооцитах гидромедузы Phialidium направление анимально-ве-гетативной оси определяется градиентом окислительно-восстановительных процессов в яйце, направление которого в свою очередь зависит от градиента аэрации (концентрация Ог), закономерно устанавливающегося между прикрепленным к бластостилю полюсом ооцита (низкая аэрация — вегетативный полюс) и полюсом, обращенным к внешней среде (высокая аэрация — анимальный полюс).
