突然，一个古怪的家伙快速地从亚当斯和芬克尔斯坦面前掠过——那是一只他们从未见过的凤蝶。它的左半侧呈黄色，右半侧呈黑色。如同两只不同的蝴蝶拼合在了一起。芬克尔斯坦轻声惊呼，将捕虫网扫向这个奇特的家伙，但是差了一点。亚当斯克制住自己的兴奋，唯恐它从自己手中跑掉，他朝向蝴蝶紧追几步，横扫过去，终于将其捕获。他捉到的是一个双性体，那是一只一半雄性、一半雌性的生物。
数百年来，自然学家已经在昆虫、蜘蛛、龙虾和鸟类身上发现了许多双性体。最近，研究者借助渐趋精密的实验手段来研究这些混合生物体，并推翻了关于性别发育的统治性理论。这在科学史上再一次证实，这些相对于我们预设的分类，过于奇特和不对称的生物，能够告诉我们许多奥秘。 例如，它证明了关于鸟类雌雄分化的一般解释是错误的。科学家是通过研究极少数的双性体，而非大量的正常鸟类获得这个认识的。故事从一只奇特的斑马雀（Zebra Finch）开始。
20世纪90年代，洛克菲勒大学（Rockefeller University）的一位动物管理员经常在一个只关有雄性斑马雀的笼子里发现鸟蛋。为了查明是谁下的蛋，她把所有鸟都分隔开来。结果发现，是一只看起来与其它鸟颇为不同的家伙下的蛋。它身体右侧是典型的雄鸟特征：橙红色的脸颊、条纹状的颈部、翅膀附近是带有白色小点的漂亮褐斑。而它身体的左侧明显不同：除了黑白色的脸部和米色的胸部外，几乎全是灰色的——这是典型的雌性羽毛。当意识到这家伙是个双性体时，这群鸟的主人、洛克菲勒大学神经科学家弗尔南多·诺特博姆（Fernando Nottebohm）把它送给了以前的学生、洛杉矶加里福尼亚大学的阿特·阿诺德（Art Arnold）。他觉得，从事研究性别差异的阿诺德，或许能够从这只鸟身上学到点什么。
一直以来，科学家们都假定，鸟类的雌雄分化方式与哺乳动物是一样的：它们的胚胎是无性的，由于性别染色体的不同而发育出睾丸或卵巢。再由睾丸和卵巢分泌出荷尔蒙，促使机体发育成为不同的性别。现在研究显示，这个说法过于简单了。 根据这条线索，阿诺德和他的同事决定把这只双性鸟的大脑切开来看看。通常雄性斑马雀大脑中有一个神经回路网，专门负责雄鸟学习求偶的鸣唱。因此在雄鸟大脑中，包含此回路的大脑区域要比雌鸟大脑中的相应区域大。假如性别发育主要取决于荷尔蒙的话，那么这只鸟身体内的每个器官，都会沐浴在由它睾丸和卵巢同时分泌的两种不同性别荷尔蒙调成的“鸡尾酒”中，因此双性体大脑中的每一部份大小都应该是相同的。
但是，阿诺德小组发现，这只双性鸟大脑中负责鸣唱的区域，其右半部的比左半部大82%。为了作更深入的分析，研究者将其大脑切片，并浸泡于少量放射性RNA溶液中。RNA可以与Z或W性别染色体（相当于人类的X和Y染色体）结合。浸泡后的切片被放置于摄影板下，结果显示，其大脑右半球主要由包含两种Z染色体的雄性细胞组成，而左半球细胞则完全是雌性Z、W染色体排列。因此是性别染色体，而非荷尔蒙，一个细胞一个细胞地决定了大脑的命运。“双性体改变了我头脑中的一些非常基本的科学教义，”阿诺德说。“大脑细胞并非是由荷尔蒙来书写性别的白板。它们事先就已经被写好了。”
21世纪00年代中期，迈克尔·克林顿（Michael Clinton），爱丁堡大学的发育生物学家，开始研究从英国家禽农场收集来的双性鸡。这些鸡的一侧长得像雄性：拥有白色和金色的羽毛、红色的垂囊，以及腿部的长角状突起。另一侧它们又是雌性特征：棕褐色的羽毛，以及远小于雄性的突起和垂囊。克林顿和他的小组在分析了它们血液、皮肤和肌肉细胞中的DNA后发现，它们不仅是简单地分成了两半。和不寻常的斑马雀大脑一样，它们整个身体象是在细胞级别上就被分开了。它们一侧身体拥有许多雌性ZW细胞，另一侧主要是雄性ZZ细胞。但是也不是绝对地一分为二。它们更像是一个内部有两个空间且分别装了两种不同软糖的罐子，虽然大部分软糖都存在于自己的空间里，但有时候又会混起来。
这一假想确认，与哺乳动物全面取决于荷尔蒙不同，鸟类性别是由其遍布全身的细胞一个一个决定的。剩下的问题是，还不清楚这些存在于单个细胞内的性别染色体，是如何独立于荷尔蒙引导性别发育的。或许Z和W染色体从受精的那一刻起，就促成了DNA周围分子的改变，并影响了不同基因的行为。能够支持这一猜测的是，克林顿和他的同事发现，正常发育的雄性和雌性鸟类胚胎，即使在性器官发育之前，在基因的活动上就具有不同的形态。
阿诺德小组现在想知道他们在鸟类身上的发现是否也适用于哺乳动物。为了找出哺乳动物身上染色体和荷尔蒙对性发育的作用，他们研究了一种特殊的老鼠。它们总体上是雄性的，但是却拥有过多的X或Y染色体，以致于会分泌雌激素。他希望通过这一研究，最终可以获得针对人类疾病的新疗法。多发性硬化症、癌症、心脏病，以及其他疾病，通常在某种性别中较少见，或者更不具致死性。“假如我们能够知道，为什么某种特定的性别能够保护我们，那我们就能找到新的疗法，”阿诺德说。“为了知道这一切，我们需要一张导致男女性别差异原因的清单。在此之前，这张清单通常是关于荷尔蒙的。”
多发性硬化症，是因免疫系统攻击、摧毁神经系统而导致的严重疾病——这在女性中更为常见，但是对男性而言病程发展更为迅猛。阿诺德在针对分泌雌激素的雄老鼠进行研究后，发现是X和Y染色体的结合，而非雄激素，使细胞在面对类似疾病侵害时，变得更易受攻击。
对斑马雀和鸡的研究震惊了学者们，而且已经超出了鸟类学家的范畴。他们“确实挑战了关于脊椎动物细胞如何获得性别特征的一些存在已久的理论，”伯克利（Berkeley）加州大学的发育生物学家尼潘·帕特尔（Nipam Patel）说。在那些实验还在进行的时候，他自己关于性别异常蝴蝶的研究也已经开始颠覆一些之前已经确立的观念。在经历了十年的痴迷研究后，帕特尔推断，在一些案例中，双性动物与其说是同时具有雄性和雌性身体部分的个体，还不如说是结合在一起的两个不同生物体。
帕特尔8岁时，他在后院的草地上发现了一只已经死去的雄性双尾凤蝶。他着迷于它的美丽：如此小的昆虫身上竟然长出一对鸟儿一般的黄色翅膀，并可以轻轻地来回扇动。帕特尔把它带回家，钉在一个雪茄盒子里。他说服母亲为他做了第一个捕虫网。从那时开始，帕特尔至今已经收集了大约30000个昆虫标本。他还用了16年时间进行了他的又一项工作：收藏照片。帕特尔是全球首屈一指的双性蝴蝶照片收藏家。
帕特尔之所以着迷于双性动物是因为它们是自然界的实验品，通过它们，可以研究动物的发育。许多科学家把双性蝴蝶的存在归咎于细胞分裂的错误。和鸟类一样，雄性蝴蝶的每个细胞中拥有两个Z染色体，雌性则是一个Z染色体和一个W染色体。当毛虫开始变态发育时，上演的是标准版故事，分裂的细胞最终会像通常那样，依据染色体产生两个翅膀，但是在其产生的子代细胞中，性别染色体的分裂是异常的。一个新细胞获得了一个Z染色体和一个W染色体，成为雌性细胞；而另一个获得的是一个或两个Z染色体，成为了雄性细胞。这些细胞中的每一个都将发育成左侧翅膀或右侧翅膀，因此蝴蝶会从中间一分为二，一半是雄性，一半是雌性。
科学家已明确将此作为范例。但是帕特尔认为，在他的照片中，有一些蝴蝶的双性特征来自于其它方式。帕特尔通常会关注上图中的蛱蝶标本。这是一个雌性与雄性外表几乎相同的多彩个体。他把这只蝴蝶当成双性体，是因为它腹部的两侧在大小和结构上有微妙的差别，其中一侧有雄性生殖器，而另一侧有雌性生殖器。它两侧的翅膀原本应该是相同的，但它们并非如此。
帕特尔意识到，不仅仅是双重性别，这些昆虫还可能拥有双重身份。其双翼的图案所暗示的潜在性别不能用雌雄细胞的混合来解释。举例来说，一种名为optix的基因，其决定的是红色在其后翅出现的位置；另一种名为WntA的基因会如同记号笔一样描绘双翅的暗斑。根据一般的说法，双性个体两部分间的遗传变异的唯一源头是Z或者W染色体，但是这些基因都不存在于这些染色体中。然而蝴蝶的双翅图案和色彩明显地不同，这表示它们是两种完全不同的基因组。因此，当双性个体的差异不仅限于性别特征时，帕特尔认为这是一个二合一的动物个体。
这是怎么回事？昆虫卵中隐藏着一个被称为极体（Polar Body）的姐妹细胞，它是卵细胞分裂过程中产生的剩余产品。有时候，两个精子会同时进入卵和极体内，使卵细胞和极体细胞同时受精。这会产生类似于连体双胞胎的两个胚胎。二者的细胞有时候并不能完全地呆在属于它们自己的那一侧。这可以解释为何有时候双性体左右对称，而有时候中间线又是模糊的。之前有其他科学家已经猜想过在一些双性个体内存在双重受精，但是帕特尔找到了明显证据。
双性动物让人想起柏拉图的一次宴会，宴会上阿里斯托芬讲了一个关于性别起源的神话：起初每个人都有两个身体——男男，女女，男女，直到有一天，宙斯因为他们的自大而发怒，用闪电将他们劈为两半。事实证明，双性不仅限于神话故事。
科学家对生物的遗传要素获取得越多，就越会意识到我们是复杂的生物。我们每个人的细胞从本质上来说都拥有两种基因组：一种是我们细胞核内的人类基因组，另一种是线粒体基因组——它们曾经是一种独立存在的微生物。数万亿的细菌覆盖在我们体表与肠道，将我们的身体变成了一个微生物基因组的万花筒。病毒和各种寄生虫也会将外来的基因渗透到我们的基因组内。我们因双性动物美丽特别的外表而对它们倍加关注。而事实上，它们是反映我们身体内部的一面镜子。
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