骡子是驴和马的两个物种的种间杂交产物,种间杂交的后代通常都是没有生育能力的,这种杂交不育阻止了基因从一个物种到另一个物种的流动,使两个物种保持独立且不同。种间杂交不育通常是由于两个物种的染色体数目不同,驴有62条染色体,马有64条染色体,骡子有63条染色体(下图,A为骡子;B为马;C为驴)。因此骡子不能产生活配子,因为额外的染色体在减数分裂时不能形成同源染色体对,减数分裂被破坏,不能形成活的精子和卵子。
用显微镜对骡子生殖细胞发育进行观察可发现骡子精原细胞形态正常,但精母细胞异常,异常主要发生在减数分裂I期细胞中,表现为核空泡化或染色质过度凝集,在细胞质中细胞器被破坏。大多数精原细胞在减数分裂I期同源染色体联会时突然停止发育,导致精子发生阻滞,无法进入四分体期。
免疫荧光分析在骡子中也看不见精子细胞或成熟精子,如下图。
然而,雌性骡子少数生殖细胞能够进入减数分裂成为卵母细胞,因此可以看见个别母骡偶然生育的现象 。对此一些学者认为因亲本染色体数目差异导致杂种不能进行减数分裂,否认骡子可生育; 而另外一些学者为母骡生育提出解释的理论认为是母骡产生了只含单一亲本染色体组的卵子 , 回交后代回归为马或驴,然而最近研究可育的母骡后代核型证明染色体不同于马和驴。由于对可育骡子和雌鹿的研究报道甚少,目前还没有很好的科学证据来解释母骡的繁殖能力。