Se cree que las hormonas adenohipófisis han evolucionado a partir de varios genes ancestrales por duplicación seguida de divergencia evolutiva. Para comprender el origen y la evolución de los sistemas endocrinos en los vertebrados, hemos caracterizado las hormonas adenohipofisiarias en un agnatóstomo, la lamprea de mar Petromyzon marinus. En los gnatostomas, la adrenocorticotropina (ACTH) y la melanotropina (MSH), junto con las beta-endorfinas (beta-END), están codificadas en un único gen, designado como proopiomelanocortina (POMC); sin embargo, en la lamprea de mar, la ACTH y la MSH están codificadas en dos genes distintos, el gen de la proopoicortina (POC) y el de la proopiomelanotropina (POM), respectivamente. Los genes POC y POM se expresan específicamente en la pars distalis rostral (RPD) y la pars intermedia (PI), respectivamente. En consecuencia, los productos finales de ambos tejidos son los mismos en todos los vertebrados, es decir, ACTH de la PD y MSH de la PI. El gen de la POMC podría haberse establecido en las primeras etapas de la evolución de los invertebrados por duplicación genética interna de los dominios de la MSH. El gen ancestral podría heredarse entonces en los peces de aletas lobuladas y en los tetrápodos, mientras que la duplicación interna y la supresión de los dominios MSH, así como la duplicación del gen POMC completo, tuvieron lugar en la lamprea y en los peces gnatóstomos. La hormona del crecimiento (GH) de la lamprea de mar se expresa en las células de la mitad dorsal de la pars distalis proximal (PPD) y estimula la expresión de un gen del factor de crecimiento similar a la insulina (IGF) en el hígado, como en otros vertebrados. Su gen consta de 5 exones y 4 intrones que abarcan 13,6 kb, y es el más grande entre los genes GH conocidos. La GH parece ser el único miembro de la familia GH en la lamprea de mar, lo que sugiere que la GH es la hormona ancestral de la familia GH que se originó primero en la evolución molecular de la familia GH en los vertebrados y después, probablemente durante la evolución temprana de los gnatostomas. Los otros miembros de la familia de genes, PRL y SL, aparecieron por duplicación de genes. Se clonó un ADNc de cadena beta perteneciente a la familia de la gonadotropina (GTH) y la tirotropina (TSH). Se expresa en las células de la mitad ventral de la PPD. Dado que la expresión de este gen es estimulada por la hormona liberadora de gonadotropina de la lamprea, se asignó como GTHbeta. Este GTHbeta está muy alejado de las subunidades beta de la LH, la FSH y la TSH en un árbol no arraigado derivado del análisis filogenético, y ocupa una posición como grupo externo, lo que sugiere que las lampreas tienen un único gen GTH, que se duplicó después de los agnatos y antes de la evolución de los gnatostomas para dar lugar a la LH y la FSH.