Більшість жінок в обох типах родин будуть фенотипічно нормальні, але багато хто виявляться гетерозиготними по одному чи обом мутантним генам (див. мал. 1, другий ряд), і ці жінки можуть мати хворих синів. Тому що син успадковує тільки одну Х-хромосому матері, хворі сини гетерозигот І типу чи страждають гемофілією, чи дальтонізмом, але не мають обоє захворювання одночасно (див. мал. 1, третій ряд), у той час як хворі сини гетерозигот ІІ типу мають обоє захворювання одночасно. Однак можуть бути і виключення. Вони представлені в четвертому ряді мал. 1.
Зрідка жінка, що несе ген дальтонізму в одній Х-хромосомі і ген гемофілії в іншій (тип 1), може родити сина, що страждає обома захворюваннями; чи ж жінка, що несе гени обох захворювань в одній Х-хромосомі (тип 2), може родити сина, що страждає тільки одним з цих захворювань.
Неважко помітити, що ці виключення аналогічні такими в дитинчат паломіно-норки, що з'єднали в одній хромосомі два гени, що у їхніх батьків знаходилися в різних хромосомах-партнерах. У всіх цих випадках мутантний ген, очевидно, переміщається з однієї хромосоми до її партнера. Цей процес називається кросинговером; він допускає обмежене число рекомбінацій між генами, що не підкоряються другому закону Менделя.
Явище кросинговер породило велику кількість експериментів і припущень протягом десяти років, але дотепер воно залишається незрозумілим до кінця. Однак наслідку кросинговер добре відомі й у будь-якому випадку можуть бути передвіщені в такому ж ступені, як і наслідку законів Менделя.
На мал. 2 показані результати кросинговеру для двох хромосом, вірніше, для генів, що знаходяться в них.
У вихідній парі хромосом (а) один з партнерів заштрихований для відмінності його від іншого, б и в являють собою два варіанти численних типів кросинговеру, що можуть спостерігатися в пари а. В обох випадках відбувся обмін шматками між хромосомами-партнерами. У випадку б обмін вийшов кінцевими шматками, і для цього потрібна була тільки одна крапка (х) обміну; у випадку у відбувся обмін середніми шматками, і для цього потрібні були дві крапки (х и у).
Найбільш важлива риса кросинговеру — точна відповідність між крапками обміну в хромосом-партнерів. Якби не було настільки точної відповідності, то хромосоми-партнери незабаром перестали б бути рівними по довжині; більш того, число генів у них перестало б бути однаковим, і хромосоми з дуже великоючи малою кількістю генів могли потрапити в круговорот, а це привело б до появи каліцтв і смерті.
Якщо, наприклад (мал. 3), крапка обміну в одній із хромосом потрапить між 4-м і 5-м генами, а в іншій — між 6-м і 7-м генами, то в результаті обміну кінцевими шматками вийде одна хромосома з утратою 5-го і 6-го генів, а хромосома-партнер буде мати ці гени в подвійній кількості.
Найбільш поширена точка зору, що кросинговер відбувається на початку мейозу, коли хромосоми-партнери не тільки тісно і точно стикаються, але й обвиваються одна навколо іншої; унаслідок напруги від скручування може відбутися розрив хромосом в ідентичних крапках і з'єднання знову зі шматками між партнерами. Висловлюються й інші припущення, але дотепер немає єдиної точки зору на це питання.
Обмін шматками між хромосомами-партнерами легко пояснює кросинговер у його генетичному прояві незалежно від того, який механізм лежить у його основі.
Рис. 3. Необхідність точності при кросинговері. Якщо точки обміну у двох хромосом неточно підігнані, то в хромосомах, що виходять, або будуть відсутні гени (верхня хромосома в нижньому ряді), або хромосоми будуть нести подвійне число генів (нижня хромосома в нижньому ряді).
На мал. 4 показано, як можна пояснити народження сина з дальтонізмом і гемофілією в жінки, що несе гени цих аномалій у протилежних хромосомах (1), чи сина тільки з однією аномалією у жінки, що має обидва гени в одній і тій же хромосомі (//).
Якщо локалізація точок обміну визначається випадковістю, потрібно очікувати, що кросинговер між генами, значно вилученими друг від друга в хромосомі, буде відбуватися частіше, ніж між близько розташованими генами; це дійсно так і відбувається. Коли два гени розташовані друг до друга дуже близько, імовірність того, що точка обміну попадає між ними, невелика, і кросинговер спостерігається рідко. Чим більше відстань між двома генами, тим більше ймовірність того, точка обміну розташується між ними, і тим вище зустрічальність кросинговері. Два гени можуть комбінуватися так само вільно, якби вони знаходилися в різних парах хромосом, у тих випадках, коли відстань між ними більше якоїсь визначеної величини.
Історично і логічно це положення ставить візок перед коня Саме в результаті відкриття генетичного зчеплення стало можливим прив'язати гени до хромосомних пар, тоді як відкриття кросинговеру дозволило вимірити відстань між генами в одиницях частоти зустрічальності кросинговеру. Сказати, що два гени розташовані один від одного на відстані 10 одиниць кросинговеру, простіше і коротше, ніж говорити, що гетерозигота цих двох генів утворить 10% кросинговерних гамет.
Коли пара хромосом несе декілька відомих генів, експерименти з кросинговером можна використовувати для одержання хромосомної «карти», що показує розташування генів і їхні відносні відстані один від одного.
У Drosophila melanogaster гени червоних очей (St, рецесивний), щетинок, що стирчать (Sb, домінантний) і вигнутих крил (Cu, рецесивний) розташовані в третій хромосомі, однієї з двох довгих аутосом. Відстань по кросинговеру між St і Sb складає 14%, а між Cu і Sb дорівнює 8%. Одних цих даних недостатньо для того, щоб уявити собі розташування трьох генів, тому що вони можуть знаходитися в двох різних положеннях (мал. 5, І і ІІ) Однак коли стане відомо, що відстань по кросинговеру між Sb і Cu дорівнює 6, а між Cu і Sb дорівнює 8, то порядок розташування генів St, Cu і Sb установлюється точно (див. мал. 5, ІІІ). Таким же методом на карту можуть бути нанесені положення й інших генів. В даний час карта цієї хромосоми дає розташування більш 150 генів. Той факт, що гени завжди можна нанести на карту таким способом, є доказом їхнього лінійного розташування уздовж хромосоми. Якби розташування було іншим, наприклад деякі гени виступали з хромосоми в бічні гілці, то відстань між трьома генами не можливо було б завжди виражати так, що одна відстань являє собою суму двох інших (мал. 6). У дійсності вона звичайно виявляється трохи меншою цієї суми; але ця другорядна деталь може бути пояснена, і на цьому тут не варто зупинятися.
Для селекціонера-тваринника значення кросинговеру полягає в можливості рекомбінацій, тобто з'єднання або поділу зчеплених генів.
Чи можна цього досягти легко і економічно, залежить від відстані між генами, що цікавлять селекціонера. Коли гени досить далеко віддалені один від одного, зчеплення не є перешкодою для рекомбінацій.
Коли зчеплені гени значно зближені, щоб можна було уловити зчепність, селекціонер спочатку повинен з'ясувати, чи досить у нього можливостей для здійснення задуманого плану розведення.
Фахівець, що бажає схрестити породу мишей з рожевими очима і породу шиншили, щоб одержати породу мишей кольору шиншили з рожевими очима, може досягти цього без особливої праці і витрат; тому що відстань кросинговеру між генами рожевих очей і хутром кольору шиншили складає близько 15%, тому гетерозиготи, що несуть ці гени, при відштовхуванні утворять близько 15% гамет, що несуть ці гени в протязі. З іншого боку, аматор, що розводить мишей і бажає одержати породу мишей з ослабленим кольором вовни і нормальних вух від породи зі світлим кольором вовни і коротких вух, повинен колись звернутися до посібника з генетики мишей, щоб з'ясувати, чи буде він у стані це здійснити, тому що гени світлої вовни і коротких вух зчеплені дуже тісно один з одним, і якщо миша несе обидва гени в зчепленні в одній хромосомі й обидва нормальних алеломорфа в іншій, то тільки 1 гамета приблизно на 1000 буде нести ген світлої вовни без гена коротких вух.