Duplikasi longitudinal membran kloaka, yang dipengaruhi oleh faktor lingkungan atau genetik tertentu dalam perkembangan embrionik, menyebabkan peningkatan mesoderm pada sisi sefalika untuk membentuk dua nodul germinal, masing-masing berkembang menjadi penis, atau cacat fusi untuk membentuk penis bercabang ketika nodul germinal diperpanjang untuk membentuk penis. Jika cacat embrionik terjadi di kepala membran kloaka, hanya kepala penis yang dapat diduplikasi, dan jika cacat terjadi di sisi posterior dan kaudal embrio muda, sering disertai dengan kelainan bentuk tulang belakang lumbosakral, atresia anal, pemisahan skrotum, dan duplikasi kandung kemih, selain duplikasi penis yang lengkap.