Наступает невероятно сложный и ответственный период развития эмбриона – так называемый гистогенез – процесс образования тканей, из которых в последующем будут строиться различные органы. Этот процесс начинается где-то на 15--17-й день после оплодотворения. На него оказывают самое непосредственное влияние как внутренние, так и внешние факторы.

Внутренним фактором, влияющим на дифференцировку зародышевых листков в ткани, является генотип – наследственность, обусловливающая те или иные особенности зародившегося организма. К внешним факторам можно отнести все те повреждающие факторы, о которых было сказано выше. Период гистогенеза (3-я и 4-я недели после оплодотворения) является вторым критическим периодом развития эмбриона.

Дифференцировка – раздельное развитие различных зародышевых листков – происходит по нескольким основным направлениям. Так, из эктодермы формируется нервная трубка, дающая в дальнейшем начало развитию спинного и головного мозга, из нее же – группа клеток, дающая начало развитию клеток кожи.
Мезодерма начинает развиваться в трех направлениях: одно из них обеспечивает формирование мышечной ткани скелетной мускулатуры (мышцам, благодаря которым мы двигаемся), ткани костей и хрящей, второе направление развития мезодермы дает начало клеткам почек, печени и селезенки, а также клеткам половых желез. Третье направление развития этого зародышевого листка обеспечивает формирование брюшины, а также соединительнотканных оболочек таких органов, как легкие (плевра) и сердце (перикард). Энтодерма дает начало развитию кишечной трубки – предшественнице пищеварительного тракта.

Этот этап заканчивается к 20-му дню внутриутробного развития.

С 20-21-го дня у зародыша начинают формироваться складки туловища, а также осевой орган – хорда, дающая начало развитию позвоночника. К 25-му дню завершается развитие нервной трубки, состоящее в том, что клетки, ее образующие, делясь в поперечном направлении, образуют длинную узкую пластину, края которой заворачиваются с обеих сторон снизу вверх, формируя желобок, и постепенно смыкаются, завершая образование трубки. В это же время происходит формирование кишечной трубки из клеток энтодермы.

Усиленно дифференцируются клетки мезодермы, формируя ткани будущих органов брюшной полости – почек, печени, селезенки. Они же (клетки мезодермы) дают старт развитию гладкой мускулатуры внутренних органов и кровеносных сосудов, а также крови и лимфатической жидкости эмбриона.