日照长度确实能到达垂体
垂体并非被动旁观者，只等大脑告诉它现在是什么季节。在绵羊中，比较短日照与长日照下饲养的动物，发现垂体结节部（pars tuberalis，充当季节性繁殖调控中心的区域）出现一波基因活动。随着长日照时间延长，两种条件下有差异的基因和长非编码RNA数量不断增加，名单中包括EYA3和TSHB这两个已与季节性时序相关的基因，以及繁殖和昼夜节律相关通路[2]。
鱼类在单个细胞层面也表现出同样的响应能力。在雌性青鳉中，长日照既刺激促性腺激素细胞（产生生殖激素FSH和LH的细胞）的激素输出，也刺激其通过有丝分裂增殖，因此垂体不只是提高产量，还增加了更多产激素的细胞[5]。同一鱼种的另一批研究发现，长光周期促进促性腺激素细胞的活动和数量，并且垂体可以通过多种途径重塑其细胞群体，包括细胞从一种内分泌类型转变为另一种[3]。在雌性原驼中，跨短日照和长日照的血液测量显示，长日照期间褪黑素较低，雌二醇、FSH和LH较高，同时在下丘脑和垂体中检测到褪黑素受体和kisspeptin的表达[4]。
褪黑素为何总在接力路径中出现
无褪黑素挑战难以成立的原因在于，当研究人员逐步追踪通路时，褪黑素就位于其中。在青鳉中，发现长光周期通过垂体内部的一条间接途径驱动促性腺激素的产生和促性腺激素细胞有丝分裂：垂体Tsh细胞将信号传递给滤泡星形细胞，后者是唯一表达Tsh受体的垂体细胞，并向促性腺激素细胞发出投射。同一研究中，褪黑素在长日照下抑制垂体tshba表达，作者将其解读为短日照通过褪黑素抑制促性腺激素合成[5]。
这是一条以褪黑素为刹车而非触发器的通路，但它仍然是依赖褪黑素的通路。一篇涵盖哺乳动物和真骨鱼的综述将松果体夜间释放的褪黑素描述为光周期信号传导中的关键激素，把节律信息传递给整个机体，并直接以及通过上游脑中枢作用于垂体[1]。原驼数据符合同一图景：褪黑素随日照长度变化，作者得出结论认为松果体对日照长度的季节性变化敏感，生殖激素很可能相应受到调节[4]。这些研究都没有去除褪黑素并显示季节反应完好保留。
真正挑战以褪黑素为中心的模型需要什么
一个有说服力的挑战需要一种将褪黑素排除在外的设计，例如去除松果体信号或阻断褪黑素受体，然后显示日照长度仍按同样的季节时间表重塑垂体基因表达、细胞数量或激素输出。这里的论文没有报告这样的实验。绵羊研究鉴定了结节部中光周期诱导的基因和调控RNA，但没有检验褪黑素是否可有可无[2]。青鳉研究鉴定了一条褪黑素-Tsh通路，并提出涉及滤泡星形细胞的垂体内途径可能也存在于其他脊椎动物中，这是关于下一步该往哪里找的建议，而不是褪黑素可以被绕过的证明[5]。
综述明确指出了这一空白：它描述了褪黑素参与光周期信号传导，但没有提供季节性时序可以独立于褪黑素发生的证据[1]。因此目前的情况是：日照长度是垂体季节性变化的真正驱动因素，褪黑素是这一驱动如何传递的真正组成部分，同时可能叠加了额外的垂体局部机制。
垂体自身的可塑性为何对这个问题重要
这个问题之所以有趣，部分原因在于垂体做的不仅仅是传递激素信息。在青鳉中，促性腺激素细胞的数量随光周期变化，而这一变化的途径在两性之间不同：在雌性中，Fsh细胞增生涉及细胞从Tsh转变为Fsh，而在雄性中似乎涉及干细胞分化[3]。这种细胞重塑赋予垂体自身响应季节的能力，而这正是无褪黑素模型需要解释的那类局部机制。
但有能力不等于独立。同一项青鳉研究将褪黑素、Tsh和滤泡星形细胞一起放在刺激促性腺激素细胞活动和增殖的通路中[3][5]。原驼研究同样在下丘脑和垂体中发现了褪黑素受体表达，并伴随季节性激素变化，这与褪黑素在这些部位起作用而非被绕过相一致[4]。悬而未决的问题是垂体内途径能否仅靠日照长度运行；迄今为止的证据显示，它在有褪黑素参与回路的情况下运行。
本文引用的文献
褪黑素对垂体前叶可塑性的影响：哺乳动物与真骨鱼的比较
这篇综述将褪黑素描述为一种关键的光周期信号，在哺乳动物和真骨鱼中直接以及通过脑中枢作用于垂体前叶，并未提供季节性时序可以独立于褪黑素发生的证据。
绵羊垂体结节部中光周期诱导的LncRNA和mRNA的鉴定
在绵羊中比较短光周期和长光周期发现，随着长日照延长，垂体结节部中差异表达的基因和lncRNA数量不断增加，包括EYA3和TSHB以及繁殖和昼夜节律相关通路。
性类固醇和光周期对青鳉垂体促性腺激素细胞的调控
在青鳉中，长光周期刺激促性腺激素细胞的活动和数量，所鉴定的这一效应通路涉及褪黑素、Tsh和滤泡星形细胞。
雌性原驼（Lama guanicoe）下丘脑-垂体-性腺轴对光周期变化的反应
在雌性原驼中，长日照期间褪黑素低于短日照，而雌二醇、FSH和LH高于短日照，同时在下丘脑和垂体中检测到褪黑素受体1A和kisspeptin的表达。
光周期通过褪黑素、Tsh和滤泡星形细胞调控青鳉促性腺激素细胞分裂
在雌性青鳉中，长光周期通过一条涉及Tsh细胞和滤泡星形细胞的垂体内途径驱动促性腺激素mRNA合成和促性腺激素细胞有丝分裂，同时褪黑素在长日照下抑制垂体tshba表达。