A duplicação longitudinal da membrana cloacal, que é influenciada por factores ambientais ou genéticos específicos no desenvolvimento embrionário, leva a um aumento da mesoderme no seu lado cefálico para formar dois nódulos germinativos, cada um deles desenvolvendo-se num pénis, ou um defeito de fusão para formar um pénis ramificado quando os nódulos germinativos são estendidos para formar um pénis. Se o defeito embrionário ocorrer na cabeça da membrana cloacal, apenas a cabeça do pénis pode ser duplicada, e se o defeito ocorrer no lado posterior e caudal do embrião jovem, é frequentemente acompanhado por deformidades da coluna lombossacral, atresia anal, rachadura escrotal e duplicação da bexiga, para além de uma duplicação completa do pénis.