Dois irmãos gémeos podem nascer de pais diferentes quando dois óvulos da mesma mulher são fertilizados por espermatozoides de dois homens distintos, em relações sexuais separadas, durante o mesmo período de ovulação da mulher. Desta dupla fertilização nascem gémeos falsos ou fraternos.
A maior parte das pessoas não acredita que tal possa acontecer mas, apesar de extremamente raro, pode.
Foi o que aconteceu recentemente a uma mulher vietnamita que deu à luz dois filhos gémeos, mas de pais diferentes. Os traços físicos muito distintos das duas crianças, agora com 12 meses de idade, motivou o pai da fazer testes de ADN que vieram a confirmar o que suspeitava; os gémeos são filhos de dois pais distintos.
A hipótese da troca dos bebés na maternidade foi afastada uma vez que o ADN materno das duas crianças é comum.
Já em 2009, Mia Washington, norte-americana, deu à luz dois filhos gémeos também de pais diferentes.
Apesar de chocada com os resultados dos testes de ADN, admitiu que mantivera uma relação extraconjugal na mesma altura em que engravidou.