Endoderm on yksi itukerroksista—solujen aggregaateista, jotka järjestäytyvät varhain alkioiässä ja joista kaikki elimet ja kudokset kehittyvät. Kaikki eläimet sienieläimiä lukuun ottamatta muodostavat joko kaksi tai kolme itukerrosta gastrulaatioksi kutsutun prosessin kautta. Gastrulaation aikana solupallo muuttuu kaksikerroksiseksi alkioksi, joka koostuu sisemmästä endodermin kerroksesta ja ulommasta ektodermin kerroksesta. Monimutkaisemmissa eliöissä, kuten selkärankaisilla, nämä kaksi primaarista itukerrosta vuorovaikuttavat keskenään synnyttäen kolmannen itukerroksen, jota kutsutaan mesodermiksi. Riippumatta kahden tai kolmen kerroksen läsnäolosta, endoderm on aina sisempi – kaikkein kerros. Endodermi muodostaa epiteelin-kudostyypin, jossa solut ovat tiiviisti sidoksissa toisiinsa muodostaen arkkia—joka linjaa primitiivistä suolistoa. Tästä primitiivisen suolen epiteelikerroksesta kehittyvät elimet, kuten ruoansulatuskanava, maksa, haima ja keuhkot.

koko gastrulaation alkuvaiheen ajan mesendodermi – niminen soluryhmä ilmaisee sekä endodermi-että Mesodermi-spesifisten geenien joukkoa. Mesendodermin soluilla on kyky erilaistua joko mesodermeiksi tai endodermeiksi riippuen niiden sijainnista ympäröivien solujen joukossa. Tutkijat ovat havainneet mesendodermin olevan laajalle levinnyt selkärangattomien, kuten sukkulamato Caenorhabditis elegans, ja violetti merisiili, Strongylocentrotus purpuratus. Selkärankaisista mesendodermia on löydetty Seeprakalasta, Danio reriosta, ja se on osoitettu hiirillä, Mus musculus.

endodermin yhdessä kahden muun itukerroksen kanssa löysi vuonna 1817 Würzburgin yliopiston tohtorikoulutettava Christian Pander Würzburgista Saksasta. Väitöskirjassaan Beiträge zur Entwickelungsgeschichte des Hühnchens im Eie (Contributions to the Developmental History of the Chicken in the Egg) Pander kuvasi, kuinka kaksi kerrosta synnyttää poikasen (Gallus gallus) alkiossa kolmanneksen. Panderin kuvaus näiden kerrosten muodostumisesta on ensimmäinen kertomus poikasen gastrulaatiosta, ja se pohjasi tulevat tutkimukset itukerroksista. Martin Rathke Königsbergin yliopistossa Königsbergissä Preussissa (myöhemmin Puola) löysi pian todisteita kehittyvästä rapusta, Astacus astacuksesta, kahdesta kerroksesta, jotka Pander oli kuvannut. Rathken löytö merkitsi ensimmäistä endodermin ja ektodermin löytöä selkärangattomasta, mutta tätä tietoa ei tutkittu enempää kahteen vuosikymmeneen.

itukerrokset kiinnittivät monien tiedemiesten huomion 1800-luvulla. Karl Ernst von Baer Königsbergin yliopistossa laajensi 1828 teoksessaan Über die Entwickelungsgeschichte der Thiere bakteerikerrosten käsitteen koskemaan kaikkia selkärankaisia. Beobachtung und Reflexion (On the Developmental History of the Animals.Havainnot ja heijastukset). Kaksikymmentä vuotta myöhemmin englantilainen luonnonhistorioitsija Thomas Henry Huxley sovelsi Panderin käsitystä itukerroksista meduusoihin. Vuonna 1849 julkaistussa tutkielmassaan ”on the Anatomy and Affinities of the Family of the Medusae” Huxley totesi, että kaksi solukerrosta, jotka hän näki aikuisissa meduusoissa, liittyivät toisiinsa samalla tavalla kuin panderin kuvaamat poikasten alkioiden itukerrokset. Huxleyn tekemä yhteys aikuisen meduusan ja selkärankaisen alkion kehosuunnitelman välillä yhdisti kasvun ja kehityksen tutkimuksen, jota kutsutaan ontogeniaksi, eliöiden välisten suhteiden tutkimiseen, jota kutsutaan fylogeniaksi. Huxleyn tuki ontogenyn ja fylogenyn väliselle suhteelle, joka myöhemmin tunnettiin kertausteoriana, tulisi perustavaksi yhdeksännentoista vuosisadan loppupuolen tiedemiesten, kuten Charles Darwinin, Englannissa, ja Ernst Haeckelin, Jenan yliopistossa, Jenassa, Saksassa. Nämä ja muut tiedemiehet alkoivat etsiä alkioista todisteita evoluutiosta.

1860-luvulla tutkijat vertailivat bakteerikerroksia eri puolilla eläinkuntaa. Vuodesta 1864 alkiotutkija Aleksandr Kovalevski, joka opiskeli embryologiaa Pietarin yliopistossa, St. Venäjän Petersburg tutki selkärangattomia. Hänen tutkimuksensa osoitti, että selkärangattomien alkioilla oli samat primaariset itukerrokset, endodermi ja ektodermi, kuin selkärankaisten alkioilla, ja että kerrokset syntyivät samalla tavalla eri puolilla eläinkuntaa. Kovalevskin löydökset vakuuttivat monet itukerrosten universaalisuudesta, minkä seurauksena jotkut tutkijat tekivät itukerrosteorian periaatteen. Itukerroksiteorian mukaan jokainen itukerros lajista riippumatta synnytti kiinteän joukon elimiä. Näitä elimiä pidettiin homologisina koko eläinkunnassa, mikä yhdisti ontogenian tehokkaasti fylogeniaan. Tiedemiehet, kuten Haeckel Saksassa ja Edwin Ray Lankester Lontoon University Collegessa, saivat monet hyväksymään bakteerikerroksen teorian yhdeksännentoista vuosisadan loppuun mennessä.

vaikka itukerroksiteoria sai laajaa kannatusta, kaikki eivät hyväksyneet sitä. 1800-luvun loppupuolelta lähtien embryologit, kuten Edmund Beecher Wilson, Yhdysvalloissa sekä Wilhelm His ja Rudolf Albert von Kölliker, molemmat Saksassa, vastustivat teorian vaatimaa itukerrosten absoluuttista universaalisuutta. Nämä itukerrointeorian vastustajat kuuluivat pääasiassa embryologin uuteen perinteeseen—niihin, jotka käyttivät alkioiden fysikaalisia manipulaatioita tutkimuskehitykseen. 1920-luvulle tultaessa saksalaisen Hans Spemannin ja Hilde Mangoldin sekä ruotsalaisen Sven Hörstadiuksen kaltaisten tutkijoiden kokeet saivat tutkijat purkamaan itukerroksiteorian.

1900-luvun alkupuolen tutkijat pyrkivät selittämään itukerroksia perusteellisemmin tutkimalla, miten alkiot muuttuivat yhdestä solusta tuhansiksi soluiksi. Näistä embryologeista Edwin Grant Conklin Pennsylvanian yliopistosta Philadelphiasta Pennsylvaniasta oli ensimmäisiä, jotka jäljittivät solulinjoja yksisoluvaiheesta. Vuonna 1905 julkaisemassaan teoksessa Ascidian Egg Organization and Cell-lineage Conklin kartoitti ascidian-munan alkion solujen jakaumia ja myöhempää erikoistumista. Luomalla tontin eli kohtalokartan kunkin solun kehitysreitistä Conklin paikansi esiastesolut, jäljitti kunkin itukerroksen muodostumisen ja osoitti, että jo hyvin varhaisessa kehitysvaiheessa joidenkin solujen kyky erilaistua tulee rajoitetuksi.

Conklinin kohtalonkartoituskokeet sekä kysymykset solujen erilaistumiskyvystä vaikuttivat tieteilijöihin, kuten Robert Briggsiin Indianan yliopistossa Bloomingtonissa Indianassa ja hänen työtoveriinsa Thomas Kingiin syöpätutkimuksen instituutissa Philadelphiassa Pennsylvaniassa. Briggs ja King aloittivat 1950-luvulla sarjan kokeita, joilla testattiin solujen ja alkioiden kehittymiskykyä. Vuonna 1957 Briggs ja King siirsivät pohjoisen leopardisammakon, Rana pipiensin, oletetusta endodermistä ytimiä muniin, joista he olivat poistaneet ytimet. Tämä tekniikka, jota Briggs ja King auttoivat luomaan, niin sanottu ydinsiirto, antoi heille mahdollisuuden tutkia solujen erilaistumisen ajoitusta, ja tekniikasta tuli perusta tuleville kloonauskokeille. Briggs ja King havaitsivat ydinsiirtokokeissaan, että endodermin erilaistumisen aikana tuman kyky auttaa soluja erikoistumaan tulee vähitellen rajoittuneeksi. Tätä tulosta tuki vuonna 1960 John Gurdonin työ Oxfordin yliopistossa Oxfordissa Englannissa. Gurdon loi uudelleen Briggsin ja Kingin kokeet käyttäen Afrikansarvisammakkoa, Xenopus laevisia, ja Gurdon havaitsi, että lajien välillä on merkittäviä eroja näiden endodermaalisten rajoitusten alkamisnopeudessa ja-ajoituksessa.

Briggsin, Kingin ja Gurdonin työskennellessä endodermisolujen kohtaloiden rajoittamisen ymmärtämiseksi muut tutkijat, kuten Pieter Nieuwkoop Alankomaiden kuninkaallisessa Taide-ja tiedeakatemiassa Utrechtissa Hollannissa, tutkivat itukerrosten muodostumista. Vuonna 1969 Nieuwkoop julkaisi artikkelin ”the Formation of the Mesoderm in Urodelean Amphibians. I. Endodermin induktio, ” jossa hän tutki endodermin ja ektodermin yhteisvaikutuksia. Nieuwkoop jakoi salamanterin alkiot, Ambystoma mexicanumin, oletetun endodermin ja oletetun ektodermin alueisiin. Kun Mesodermi jätettiin kehittymään eristyksissä, sitä ei muodostunut. Mutta kun hän yhdisti kaksi kudosta, endodermi aiheutti mesodermin muodostumisen ektodermin lähialueilla.

vaikka tutkijat olivat jäljittäneet endodermin kohtalon, selvittäneet endodermin solujen erilaistumiskykyä ja tutkineet näiden solujen induktiopotentiaalia, he eivät tutkineet endodermin määritteleviä ja mallintavia molekyylireittejä ennen 1990-lukua. näistä tutkimuksista syntyi teoria, jonka mukaan emon signaalit eli kehitysvaikutukset, jotka Äiti osallistuu munasoluun ennen hedelmöitystä, vaikuttavat kolmen pääperheen kautta proteiinia koodaavien geenien avulla säätelemään endodermin varhaista erilaistumista. Nämä signaalit ovat proteiinit β-kateniini, VegT ja Otx. Endodermin erilaistumisen ja kuvioinnin myöhempiin vaiheisiin liittyvät molekyylireitit ovat erilaisia eri lajeilla, erityisesti transkriptiotekijät eli proteiinit, jotka auttavat säätelemään geenien ilmentymistä. Erityisesti gatakertoimet ilmaistaan mesendodermissa ja ne ovat välttämättömiä endodermin erottumiselle. Vaikka eri puolilla eläinkuntaa on säilynyt joitakin geneettisiä elementtejä, kuten β-kateniinia, jotkin endodermin induktioreitin osat, erityisesti signaalit, kuten proteiinit solmukohta ja Wnt, ovat selkärankaisille spesifisiä. Vuonna 2002 Eric Davidson ja hänen kollegansa California Institute of Technologyssa Pasadenassa, Kaliforniassa, ilmoittivat endodermin ja mesodermin spesifikaatiota säätelevien geenien täyden verkoston merisiileissä julkaisussaan ”a Genomic Regulatory Network for Development.”Davidson vahvisti kyseisen geeniverkoston vuonna 2012 julkaistussa artikkelissaan.