Lịch sử của phôi học gà, theo nhiều cách, cũng chính là lịch sử của phôi học nói chung. Từ rất sớm, phôi gà đã thu hút sự chú ý của các học giả bởi tính dễ tiếp cận và khả năng quan sát trực tiếp quá trình phát triển. Những phát hiện rút ra từ phôi gà không chỉ giúp hiểu rõ sự hình thành của một cá thể gia cầm, mà còn làm sáng tỏ các nguyên lý phổ quát chi phối sự phát triển của mọi động vật có xương sống, kể cả động vật có vú. Chính vì vậy, mỗi bước tiến trong nghiên cứu phôi gà thường kéo theo những thay đổi sâu sắc trong nhận thức nền tảng của sinh học phát triển.
Câu chuyện này bắt đầu từ thời cổ đại. Bản mô tả rõ ràng đầu tiên về phôi học gà được ghi nhận ở Hippocrates (460–377 TCN). Ông đề xuất một cách quan sát mang tính hệ thống đáng kinh ngạc đối với thời đại của mình: lấy nhiều quả trứng gà, cho ấp và mỗi ngày mở một quả để quan sát sự thay đổi bên trong. Phương pháp “mỗi ngày một quả trứng” ấy, tuy giản dị, lại thể hiện tinh thần khoa học thực nghiệm rất sớm và cho đến nay vẫn là nền tảng của nhiều nghiên cứu phôi học.
Tiếp bước Hippocrates là Aristotle (382–322 TCN), người không chỉ lặp lại phương pháp quan sát mà còn tiến xa hơn khi giải phẫu phôi gà. Những mô tả của Aristotle đã đặt những viên gạch đầu tiên cho phôi học mô tả, mở ra một truyền thống nghiên cứu kéo dài nhiều thế kỷ.
Trong các thế kỷ tiếp theo, nhiều học giả tò mò tiếp tục mở những quả trứng đã được ấp một phần, ghi chép lại các quan sát của mình. Tuy nhiên, phải đến thế kỷ XVII, phôi gà mới thực sự trở thành trung tâm của một cuộc cách mạng khoa học. Khi đó, thầy thuốc và nhà giải phẫu học người Anh William Harvey đã dựa vào các quan sát trên phôi gà để xây dựng học thuyết của mình về sự hình thành và hoạt động của tim cũng như hệ tuần hoàn.
Harvey mở trứng gà ở nhiều thời điểm ấp khác nhau, dùng kính phóng đại để theo dõi sự xuất hiện của tim và thời điểm tim bắt đầu co bóp. Ông ghi nhận sự hình thành của các đảo máu và quá trình chúng dần hợp nhất thành hệ mạch. Những quan sát này đã bác bỏ niềm tin phổ biến lúc bấy giờ rằng tim và hệ tuần hoàn “bất động” cho đến khi con non nở. Qua phôi gà, Harvey chứng minh rằng các cơ quan không chỉ hình thành mà còn hoạt động ngay trong quá trình phát triển.
Bước tiến tiếp theo đến cùng với sự ra đời của kính hiển vi. Nhờ công cụ mới này, nhà khoa học người Ý Marcello Malpighi (1628–1694) đã lần đầu tiên mô tả blastoderm của phôi gà, các nếp gấp và rãnh thần kinh, túi thị giác, những giai đoạn sớm của phát triển tim và sự xuất hiện của các đốt thân (somites). Những quan sát vi mô này mở ra cánh cửa đi vào các giai đoạn phát triển sớm nhất – nơi các cấu trúc nền tảng của cơ thể bắt đầu được thiết lập.
Thế kỷ XVII và XVIII chứng kiến sự tích lũy dần dần các mô tả chi tiết về phôi gà, nhưng thành tựu lớn nhất của giai đoạn này lại nằm ở một cuộc tranh luận mang tính triết học sâu sắc: tiền hình thành (preformation) đối lập với phát sinh dần dần (epigenesis). Những người theo thuyết tiền hình thành tin rằng toàn bộ cá thể đã tồn tại sẵn ở dạng thu nhỏ trong trứng hoặc tinh trùng và chỉ đơn thuần lớn lên theo thời gian. Ngược lại, thuyết phát sinh dần dần cho rằng cả tăng trưởng lẫn biệt hóa đều diễn ra trong quá trình phát triển.
Cuộc tranh luận kéo dài này cuối cùng được giải quyết nhờ công trình của Caspar Friedrich Wolff (1733–1794). Sinh ra tại Berlin nhưng làm việc chủ yếu ở St. Petersburg, Wolff đã dùng chính phôi gà để “chốt hạ” lập luận. Ông chỉ ra rằng các mạch máu ở area opaca không tồn tại sẵn mà hình thành từ các đảo máu rồi hợp nhất. Quan trọng hơn, ông chứng minh rằng ruột được hình thành từ một tấm mô phẳng gấp lại thành ống, với các giai đoạn chuyển tiếp có thể quan sát trực tiếp. Những bằng chứng rõ ràng này đã làm sụp đổ hoàn toàn thuyết tiền hình thành và xác lập vị thế của epigenesis trong phôi học.
Sang đầu thế kỷ XIX, phôi gà tiếp tục đóng vai trò trung tâm trong việc hình thành các khái niệm nền tảng. Mô tả đầu tiên về ba lá phôi – ngoại bì, trung bì và nội bì – được thực hiện ở phôi gà bởi nhà phôi học người Nga Christian Heinrich Pander (1794–1865). Tuy nhiên, chính Karl Ernst von Baer (1792–1876) mới là người chứng minh rằng ba lá phôi là đặc điểm phổ quát của tất cả động vật có xương sống.
Von Baer không chỉ phát hiện dây sống (notochord) và nghiên cứu tính bất đối xứng ở phôi gà, mà còn phản đối mạnh mẽ những ý tưởng “tóm lược” cho rằng sự phát triển của phôi lặp lại lịch sử tiến hóa. Với những đóng góp đó, ông được Jane Oppenheimer gọi là nhà phôi học có ảnh hưởng nhất của đầu thế kỷ XIX, và công trình của ông được cho là đã tác động sâu sắc đến tư duy của Darwin.
Cuối thế kỷ XIX, phôi học bước sang một chương mới với sự xuất hiện của phôi học thực nghiệm. Nhân vật trung tâm của giai đoạn này là Wilhelm Roux (1850–1924). Roux cho rằng các câu hỏi về phát triển chỉ có thể được giải đáp thông qua thí nghiệm trực tiếp trên phôi. Chính ông đã đặt ra nhiều vấn đề vẫn còn được nghiên cứu cho đến ngày nay, như cơ chế thiết lập các mặt phẳng đối xứng trong phôi sớm. Từ đây, phôi học dần rời xa các mô tả thuần túy để bước vào kỷ nguyên của thực nghiệm.
Trong nửa đầu thế kỷ XX, các nhà khoa học bắt đầu khảo sát ảnh hưởng của môi trường vật lý và hóa học lên phôi gà. Những thí nghiệm đơn giản nhưng tinh tế được thực hiện ngay trong trứng. Năm 1898, Peebles đặt những mảnh lông chồn nhỏ vào đầu trước của primitive streak và quan sát thấy chúng bị kéo về phía sau khi nút Hensen thoái lui. Sau đó, các kỹ thuật đánh dấu bằng thuốc nhuộm sống được sử dụng để theo dõi chuyển động của các vùng phôi. Đặc biệt, năm 1929, Gräper đã ghi lại các chuyển động gastrulation của phôi gà bằng điện ảnh, tạo cơ sở cho việc xây dựng các bản đồ số phận sớm – những công cụ vẫn còn giá trị cho đến ngày nay.
Dù phôi gà giữ vị trí trung tâm trong nhiều thế kỷ, nó không phải là mô hình duy nhất của phôi học. Trong thế kỷ XX, nhiều thí nghiệm then chốt được thực hiện trên phôi lưỡng cư, nơi mô phôi dễ thao tác hơn. Chính từ đó, khái niệm “vùng tổ chức” (organiser) ra đời. Câu hỏi tất yếu được đặt ra là liệu một organiser tương tự có tồn tại ở động vật có màng ối hay không. Do hạn chế kỹ thuật với phôi động vật có vú sớm, sự chú ý lại một lần nữa quay về phôi gà.
Thách thức lớn nhất khi làm thí nghiệm ghép mô ở phôi gà là noãn hoàng lớn và blastoderm sớm rất mong manh. Vấn đề này chỉ được giải quyết khi Conrad Hal Waddington (1932) phát triển phương pháp bóc blastoderm ra khỏi trứng và nuôi in vitro. Phương pháp này, sau đó được New (1955) cải tiến, đã trở thành nền tảng cho phần lớn các nghiên cứu thực nghiệm trên phôi gà sớm.
Bước sang thế kỷ XXI, câu chuyện của phôi học gà tiếp tục được viết tiếp theo hai hướng lớn. Một mặt, các kỹ thuật hình ảnh học tiên tiến cho phép quan sát phôi đang phát triển từ mức tế bào đến cấu trúc đại thể với độ chi tiết chưa từng có. Mặt khác, việc hoàn tất giải trình tự hệ gen gà – kết hợp với các kỹ thuật sinh học phân tử hiện đại – đã mở ra những con đường hoàn toàn mới để khám phá các cơ chế điều khiển sự phát triển.
Nhìn lại chặng đường dài ấy, có thể thấy phôi gà không chỉ là một đối tượng nghiên cứu thuận tiện, mà còn là nhân vật trung tâm trong câu chuyện hình thành và phát triển của ngành phôi học. Từ những quan sát giản dị bằng mắt thường cho đến các công nghệ hiện đại, phôi gà đã góp phần định hình cách con người hiểu về sự sống và quá trình phát triển của nó.
