Η ετεροπατρική υπεργονιμοποίηση είναι ένα σπάνιο φαινόμενο κατά το οποίο μια γυναίκα γεννά δίδυμα που έχουν διαφορετικούς πατέρες. Αυτό συμβαίνει όταν δύο ή περισσότερα ωάρια που απελευθερώνονται κατά τη διάρκεια του ίδιου εμμηνορροϊκού κύκλου γονιμοποιούνται από σπέρμα από ξεχωριστές πράξεις σεξουαλικής επαφής με διαφορετικούς άνδρες. Ο όρος συνδυάζει «ετερό», που σημαίνει διαφορετικό, «πατρικό», που σχετίζεται με τον πατέρα και «υπερφυτεία», που αναφέρεται στη γονιμοποίηση δύο ή περισσότερων ωαρίων κατά τη διάρκεια ενός μόνο εμμηνορροϊκού κύκλου.
Η βιολογική διαδικασία ξεκινά όταν μια γυναίκα έχει ωορρηξία και απελευθερώνει πολλαπλά ωάρια. Εάν έχει σεξουαλικές σχέσεις με περισσότερους από έναν άνδρες σε σύντομο χρονικό διάστημα, το σπέρμα από κάθε άνδρα μπορεί να γονιμοποιήσει διαφορετικά ωάρια. Δεδομένου ότι το σπέρμα μπορεί να ζήσει στη γυναικεία αναπαραγωγική οδό για έως και πέντε ημέρες και το παράθυρο για γονιμοποίηση μετά την ωορρηξία είναι περίπου 24 ώρες, υπάρχει μια βιώσιμη επικάλυψη για να συμβεί αυτό το φαινόμενο.
Η ετεροπατρική υπεργονιμοποίηση επιβεβαιώνεται μέσω γενετικού ελέγχου, που μπορεί να αποκαλύψει ότι τα δίδυμα έχουν διαφορετικό πατρικό DNA. Αυτή η κατάσταση, αν και ασυνήθιστη, μπορεί να οδηγήσει σε νομικές, κοινωνικές και οικογενειακές επιπλοκές, ιδιαίτερα στον καθορισμό της πατρότητας για υποθέσεις υποστήριξης και επιμέλειας παιδιών.
Περιπτώσεις ετεροπατρικής υπεργονιμοποίησης τεκμηριώνονται συχνότερα σε ζώα παρά σε ανθρώπους, αλλά συμβαίνουν περιστασιακά σε ανθρώπους. Μια αξιοσημείωτη ανθρώπινη περίπτωση αφορούσε ένα ζευγάρι διδύμων στο Νιου Τζέρσεϊ το 2015, όπου οι εξετάσεις DNA έδειξαν ότι τα δίδυμα είχαν διαφορετικούς πατέρες. Η μητέρα είχε παραδεχτεί ότι είχε σεξουαλικές σχέσεις με δύο διαφορετικούς άνδρες μέσα σε μια εβδομάδα.
Στην ιστορία και τη λογοτεχνία, η ετεροπατρική υπεργονιμοποίηση έχει χρησιμοποιηθεί συχνά ως συσκευή πλοκής για την εξερεύνηση θεμάτων της απιστίας, της ταυτότητας και της πολυπλοκότητας της δυναμικής της οικογένειας. Παρά τη σπανιότητά του, το φαινόμενο υπογραμμίζει τις συναρπαστικές δυνατότητες στην ανθρώπινη αναπαραγωγή και υπογραμμίζει την πολυπλοκότητα της γενετικής κληρονομικότητας και πατρότητας.