Neelix et Tuvok sont envoyés sur une planète pour y recueillir des échantillons d'une orchidée qui pourrait s'avérer utile. Lorsqu'ils regagnent le vaisseau, un seul individu se matérialise sur le plot de téléportation. Bizarrement, il semble s'agir d'une combinaison des deux membres d'équipage.
Le Docteur se rend compte que Neelix, Tuvok et les orchidées ont opéré une fusion en un seul être qui conjugue les personnalités et souvenirs des deux membres d'équipage. Celui-ci décide de s'appeler Tuvix.
Après une journée à l'infirmerie, Tuvix donne des signes d'agitation, il demande à reprendre le poste de tacticien de Tuvok. L'équipage n'a pu déceler l'origine du problème de téléportation, Tuvix croit que les enzymes des orchidées auraient pu causer une symbiogénèse, la fusion de deux êtres vivants en un seul.
Tuvix semble « supérieur » à ses deux « composants » : il est assurément meilleur cuisinier que Neelix, et se montre très efficace en tant que Chef de la Sécurité.
Des essais de téléporteur montrent que les orchidées sont bien responsables de la fusion, mais l'équipage ne trouve aucun moyen d'inverser le processus. Kes est bouleversée, dans la nuit, Tuvix lui rend visite pour lui offrir son soutien et lui déclarer sa flamme.
Deux semaines plus tard, l'équipage s'est habitué à Tuvix, qui s'est tenu à distance respectueuse de Kes. Le Docteur découvre comment séparer les ADN de Tuvok et de Neelix, mais Tuvix décide qu'il ne veut pas « mourir ».
Il annonce à Janeway que, si elle le force à subir la procédure de scission, cela reviendra à l'exécuter. Mais elle insiste : elle doit agir dans l'intérêt de Tuvok et de Neelix. Tuvix supplie Kes de le soutenir, mais elle ne le peut.
Janeway estime n'avoir pas le choix. Tuvix résiste. Elle est contrainte d'appeler la sécurité avant qu'il n'accepte d'aller à l'infirmerie. Le Docteur refuse d'accomplir la procédure, de sorte que le Capitaine Janeway doit l'assurer elle-même, pour ramener Neelix et Tuvok à la normale.
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