Вместе с клетками зародышевого эпителия в закладку половых желез поступают и индивидуальные, в зародышевом эпителии морфологически довольно скоро дифференцируемые, крупные, шаровидные клетки, называемые первичными половыми клетками, которые сначала не различаются по полу. Вопрос о происхождении этих клеток до сих пор еще окончательно не решен.
Предполагается, что они берут начало из той же закладки, из которой образуется мезодермальный зародышевый эпителий половой складки, и из закладки половых желез. В противоположность этому мнению, иные авторы считают, что данные клетки происходят из энтодермы экстраэмбрионального образования, а именно из желточного мешка, где их наличие, якобы, можно доказать в очень ранних стадиях эмбрионального развития между клетками, образующими энтодермальную выстилку желточного мешка (у птиц, а по последним данным — и у человека).
Отсюда, по мнению этих авторов, первичные половые клетки, благодаря активному амебовидному движению, перемещаются через закладку мезентерия в закладку половых желез.
Индифферентные в половом отношении первичные половые клетки являются исходным местом развития спермий и яйцеклеток, а после разделения закладок половых желез на мужские и женские органы (то есть, начиная приблизительно с третьего месяца внутриутробной жизни) они располагаются между клетками зародьппевого эпителия, разбросанными группами в виде островков, внутри закладки яичка или закладки яичника.
Хотя морфологически они еще не различаются по полу, тем не менее с момента их появления в половых железах их дифференцируют и называют либо архиспермиоцитами, первичными семенными клетками, либо архицитовыми, то есть первичными яйцевыми клетками. Архиспермиоциты в процессе развития половой железы располагаются в закладке стенки извитых канальцев яичка; они митотически делятся и вплоть до периода полового созревания дифференцируются на клетки, являющиеся в зрелом яичке исходными для развития зрелых спермий (спермиогоний).
У молодых мужчин спермиогонии располагаются в стенке извитых канальцев сначала в виде одного, а со временем — в виде нескольких слоев. Подобным образом архицитовые клетки после деления располагаются в ткани развивающегося яичника и уже во время внутриутробной жизни дифференцируются на оогонии, клетки, аналогичные спермиогониям. Эти клетки являются исходными для образования зрелых яйцеклеток.
В зрелых половых железах затем происходит развитие обеих исходных половых клеток — спермиогоний и оогоний, в процессе которого они созревают в зрелые половые элементы. Этот процесс развития называется гаметогенезом и делится на развитие мужских половых клеток (спермиогенез) и на развитие яйцевых клеток (оогенез).
Развитие спермий (спермиогенез) происходит в извитых семенных канальцах мужской половой, семенной железы (tubuli seminiferi contorti testis). Их образование и созревание начинается с наступлением периода полового созревания организма (пуберты) и продолжается вплоть до старости, причем с возрастом интенсивность этих процессов падает, пока, наконец, они полностью не прекращаются. Однако индивидуально эти процессы могут происходить вплоть до глубокой старости.
