Опыты Штайнаха были впечатляющими, но оставляли вопрос, что происходит до рождения: в утробе самцы делаются самцами, а самки — самками из-за тех же таинственных веществ или есть другая причина? Штайнах предполагал, что эмбрионы остаются бесполыми, пока у них не появляются гонады. Правда, тогда было неясно, почему у одних особей появляются женские железы, а у других — мужские.
Первую загадку вскоре прояснил зоолог Фрэнк Лилли. В 1914 году ему попались коровьи эмбрионы-близнецы в сросшихся амниотических пузырях. Один был самцом, а второй — чем-то странным: с виду напоминал телку, а внутри — скорее бычка. Такие особи называют фримартинами. Они довольно часто встречаются среди рогатого скота и раздражают животноводов, потому что годятся только на мясо.
За пару лет Лилли нашел в окрестностях еще полсотни пар близнецов. Он думал, что после оплодотворения фримартины — самки, рассуждая следующим образом: у отелившихся коров созревали две яйцеклетки, то есть близнецы могли быть обоих полов, но раз один точно бычок, то второй, вероятнее всего, телка, ведь иначе самцов зачиналось бы непропорционально много.
Дальше Лилли показал, что внутренние органы самки приобретают мужские черты только тогда, когда у близнецов общая кровеносная система. Что-то попадает в эмбрион по сосудам и направляет половое развитие до рождения. Хотя Лилли не выделил эти вещества, он был уверен, что это гормоны из мужских желез. Лилли даже дал правдоподобное объяснение, почему не бывает бычков-фримартинов: мужские гормоны вырабатываются раньше женских, поэтому сестры просто не успевают повлиять на братьев.
К середине 1920-х годов опыты Лилли подогрели интерес к загадочным веществам. Одни пытались получить их в чистом виде, что было не так-то просто из-за ничтожных количеств гормонов в тканях. Биолог Алан Паркс при содействии Британского музея даже договорился, что ему доставят огромные гонады синего кита, но по пути из Южного полушария ценный материал испортился.
Фармакологи надеялись создать гормональные средства для лечения бесплодия, фригидности, импотенции, гомосексуальности и для предохранения от беременности. Ойген Штайнах пропагандировал трансплантацию яичек геям и старикам и проводил частичную перевязку семявыводящих протоков для усиления выработки гормонов, а во Франции русский эмигрант Сергей Воронов к восторгу одних и ужасу других пересаживал обезьяньи ткани людям, чтобы добавить им мужественности.
В обывательском представлении гормоны выглядели разгадкой тайны о различиях полов. Но гормональная теория объясняла не все. Во-первых, гормоны вырабатываются половыми железами, а значит, не влияют на то, мужские железы будут у эмбриона или женские. Во-вторых, студент Фрэнка Лилли повторил опыты Штайнаха, и оказалось, что грызуны с пересаженными гонадами противоположного пола никогда не преображаются до конца. Самка получится или самец, зависит от чего-то помимо гормонов.
Лилли, изучавший фримартинов, осознавал эти трудности, но допускал, что их разрешит другая, годами критикуемая теория — хромосомная.