Un'accelerazione marcata dell'evoluzione della vita sulla Terra fu dovuta all'avvento della riproduzione mediante l'accoppiamento sessuale: un meccanismo che garantì allora come oggi, il rimescolamento del materiale ereditario di due individui in modo da produrne un terzo diverso da se stessi. Tale materiale, il DNA, è situato all'interno del nucleo di ogni cellula. Costituito dai geni, ossia da unità organizzate in cromosomi, il DNA è presente in duplice copia. Le pareti del nucleo si dissolvono e i cromosomi, in esso contenuto, vanno a disporsi su due tubuli prodotti dai centrioli. Poi la cellula si divide per dare origine alle cellule riproduttive fornite in una sola copia di cromosomi: quelle dotate di una grande riserva di cibo, il tuorlo, vengono chiamate uova; quelle più sottili, ma di gran lunga più mobili sono gli spermi. Quando le cellule sessuali si fondono il patrimonio genetico torna a essere duplice. Questo complicato processo ha la funzione di aumentare la variabilità degli individui.
Pare che la riproduzione per via sessuale sia stata conseguenza del fatto che gli organismi primitivi si fagocitavano a vicenda. Ciò comportava il ricombinarsi del materiale genetico in due individui e la presenza di un doppio corredo cromosomico nel nuovo organismo; questo, di dimensioni maggiori, si spaccava poi in altri due, ciascuno dei quali fornito di corredo singolo. Si ebbe così l'alternanza di patrimoni singoli e duplici finchè col tempo, il patrimonio duplice divenne la norma.
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