A hím csikóhal a farok ventrális, azaz elülső oldalán egy erszénnyel van felszerelve. Párzáskor a nőstény csikóhal akár 1500 petét is lerak a hím erszényébe. A hím 9-45 napig hordozza az ikrákat, amíg a csikóhalak teljesen kifejlődve, de nagyon kicsik lesznek. Az ivadékok ezután kikerülnek a vízbe, és a hím a szaporodási időszakban gyakran órákon vagy napokon belül újra párosodik.
Parádé
A csikóhalak a szaporodás előtt több napig is udvarolhatnak. A tudósok úgy vélik, hogy az udvarlási viselkedés szinkronizálja az állatok mozgását és szaporodási állapotát, hogy a hím akkor tudja fogadni az ikrákat, amikor a nőstény készen áll azok lerakására. Ez idő alatt színt változtatnak, farkukat egymás mellett tartva úsznak, vagy a farkukkal ugyanazt a tengeri fűszálat fogják meg, és az úgynevezett “hajnal előtti tánc” során egyhangúan keringenek. Végül mintegy 8 órán át tartó “igazi udvarlási táncba” kezdenek, amelynek során a hím vizet pumpál a törzsén lévő tojótáskába, amely kitágul és kinyílik, hogy megmutassa ürességét. Amikor a nőstény tojásai elérik az érettséget, a nőstény és párja elengedik a horgonyokat, és felfelé sodródnak, orrba-szájba, ki a tengeri fűből, gyakran spirálozva, ahogy emelkednek. Körülbelül 6 percig érintkeznek egymással, ami az udvarlásra emlékeztet. Ezután a nőstény másnap reggelig elúszik, a hím pedig visszatér a táplálék felszívásához az ormányán keresztül. A nőstény behelyezi petecsontját a hím költőzacskójába, és több tucatnyi vagy több ezer petét rak le. Ahogy a nőstény kibocsátja a petéket, a nőstény teste lefogy, míg a nőstényé megduzzad. Ezután mindkét állat visszasüllyed a tengeri fűbe, és a nőstény elúszik.
Az udvarlás fázisai
A csikóhalak az udvarlás négy fázisát mutatják, amelyeket egyértelmű viselkedésbeli változások és az udvarlási aktus intenzitásának változásai jeleznek. Az 1. fázis, a kezdeti udvarlási fázis, jellemzően a kora reggeli órákban zajlik, egy vagy két nappal a fizikai párzás előtt. Ebben a fázisban a potenciális társak színe kivilágosodik, remegnek, és gyors oldalirányú testrezgéseket mutatnak. Ezeket a mozdulatokat a hím és a nőstény csikóhal felváltva végzi. A következő, 2-4. fázisok egymás után következnek a párzás napján. A 2. fázist a nőstény mutogatása jelzi, amely során a nőstény felemeli a fejét, hogy ferde szöget zárjon be a testével. A 3. fázisban a hímek ugyanezt a mutogatós viselkedést mutatják a nősténynek. Végül a hím és a nőstény ismételten együtt emelkedik felfelé a vízoszlopban, és a vízközti kopulációval végződik, amelynek során a nőstény közvetlenül a hím költőzacskójába helyezi át petéit.
1. fázis: kezdeti udvarlás
Ez a kezdeti udvarlási viselkedés minden udvarlási napon a hajnal után körülbelül 30 perccel zajlik, egészen a kopuláció napjáig. Ebben a fázisban a hímek és a nőstények az éjszaka folyamán külön maradnak, de hajnal után egymás mellé kerülve egymás mellé kerülnek, kivilágosodnak, és kb. 2-38 percig udvarlási viselkedést folytatnak. Ismétlődő kölcsönös remegés tapasztalható. Ez akkor kezdődik, amikor a hím közeledik a nőstényhez, feldereng és remegni kezd. A nőstény követi a hímet a saját bemutatójával, amelyben körülbelül 5 másodperccel később szintén felragyog és megremeg. Miközben a hím remeg, testét a nőstény felé fordítja, aki ezután elfordítja testét. Az 1. fázisban mindkét csikóhal farka 1 cm-en belül helyezkedik el ugyanazon a tartási ponton, és mindkét csikóhal teste a rögzítési ponttól kissé kifelé dől. A nőstény azonban elmozdítja a farkának rögzítési helyét, aminek hatására a pár megkerüli a közös kapaszkodót.
2. fázis: Mutogatás és pumpálás
Ez a fázis azzal kezdődik, hogy a nőstény elkezdi a mutogató testtartást, testével a hím felé hajol, aki ezzel egyidejűleg elhajol és megremeg. Ez a fázis akár 54 percig is eltarthat. A 2. fázist egy latenciaidőszak követi (jellemzően 30 perc és négy óra között), amely alatt a csikóhalak nem mutatnak udvarlási viselkedést, és a nőstények nem fénylenek; a hímek általában pumpáló mozdulatot mutatnak a testükkel.
3. fázis: Mutogatás – mutogatás
A harmadik fázis a nőstények fényesedésével és a mutogató pozíció felvételével kezdődik. A hímek erre a saját fényesedéssel és mutogatással válaszolnak. Ez a fázis a hím távozásával ér véget. Általában kilenc percig tart, és az udvarlás során egy-hat alkalommal fordulhat elő.
4. fázis: Felkelés és párzás
Az utolsó udvarlási fázis 5-8 udvarlásból áll. Minden udvarlás úgy kezdődik, hogy a hím és a nőstény ugyanarra a növényre horgonyoz, egymástól kb. 3 cm távolságra; általában egymással szemben állnak, és az előző fázistól még világos színűek. Az első udvarlás során, a szembefordulást követően a csikóhalak együtt emelkednek felfelé a vízoszlopban 2 és 13 cm között. Az utolsó felemelkedés során a nőstény behelyezi ovipozitorát, és petéit egy nyíláson keresztül a hím költőzacskójába helyezi át.
Fertilizáció
A Hippocampus kuda esetében a megtermékenyítés során a költőzacskó mindössze hat másodpercig volt nyitva, miközben a peték lerakása megtörtént. Ez idő alatt tengervíz jutott az erszénybe, ahol a spermiumok és a petesejtek tengervizes miliőben találkoznak. Ez a hiperozmotikus környezet elősegíti a spermiumok aktiválódását és mozgékonyságát. A megtermékenyülés tehát fiziológiailag “külső”, fizikailag “belső” környezetben zajlik az erszény bezáródása után. Úgy vélik, hogy a megtermékenyítésnek ez a védett formája csökkenti a hímek közötti spermiumversenyt. A Syngnathidae családon belül (csőhalak és csikóhalak) a védett megtermékenyítést nem dokumentálták a csőhalaknál, de a herék méretének és a testméretnek a viszonyában mutatkozó különbségek hiánya arra utal, hogy a csőhalak is kifejlődhettek a hatékonyabb megtermékenyítés mechanizmusai, csökkentett spermiumverseny mellett.
Vemhesség
A megtermékenyített ikrák ezután beágyazódnak az erszény falába, és szivacsos szövet veszi őket körül. A hím az ikrákat prolaktinnal látja el, ugyanazzal a hormonnal, amely a vemhes emlősök tejtermeléséért felelős. Az erszény biztosítja az oxigént, valamint egy ellenőrzött környezetben lévő inkubátort. Bár a tojássárgája táplálja a fejlődő embriót, a hím tengeri ló további tápanyagokat, például energiában gazdag lipideket és a csontrendszerük felépítéséhez szükséges kalciumot juttat azáltal, hogy a költőzacskóba választja ki azokat, amelyeket az embriók felszívnak. Továbbá immunológiai védelmet, ozmoregulációt, gázcserét és hulladékszállítást is biztosítanak
A tojások ezután az erszényben kelnek ki, ahol a víz sótartalmát szabályozzák; ez készíti fel az újszülötteket a tengeri életre. A vemhesség alatt, amely a legtöbb fajnál 2-4 hetet vesz igénybe, a párja naponta meglátogatja őt “reggeli üdvözlés céljából”.
Születés
A hím csikóhal által kibocsátott ivadékok száma a legtöbb fajnál átlagosan 100-1000, de a kisebb fajoknál ez az érték elérheti az 5-öt, vagy akár a 2500-at is. Amikor az ivadékok készen állnak a születésre, a hím izomösszehúzódásokkal taszítja ki őket. A hím általában éjszaka szül, és reggelre, amikor a párja visszatér, már készen áll a következő adag ikrára. Szinte minden más halfajhoz hasonlóan a csikóhalak sem táplálják kicsinyeiket a születés után. A kicsinyek ki vannak téve a ragadozóknak vagy az óceáni áramlatoknak, amelyek elmossák őket a táplálkozóhelyeikről, vagy a törékeny testük számára túl szélsőséges hőmérsékletbe sodorják őket. A csecsemők kevesebb mint 0,5%-a éli túl a felnőttkort, ami megmagyarázza, miért olyan nagy az alom. Ezek a túlélési arányok más halakhoz képest meglehetősen magasak, mivel a vemhességük védett, így a folyamat megéri az apa számára a nagy költségeket. A legtöbb más hal ikráját a megtermékenyítés után azonnal elhagyják.
Szaporodási szerepek
A szaporodás energetikailag költséges a hím számára. Ez megkérdőjelezi, hogy miért történik egyáltalán a szexuális szerepcsere. Egy olyan környezetben, ahol az egyik partnernek több energiaköltsége van, mint a másiknak, a Bateman-elv azt sugallja, hogy a kisebb mértékben hozzájáruló veszi át az agresszor szerepét. A hím csikóhalak agresszívabbak, és néha “harcolnak” a nőstények figyelméért. Amanda Vincent, a Project Seahorse munkatársa szerint csak a hímek farkcsóválnak és csattogtatják egymás fejét. Ez a felfedezés az energiaköltségek további tanulmányozására késztetett. A nőstény közvetlen hozzájárulásának becsléséhez a kutatók kémiailag elemezték az egyes petékben tárolt energiát. A hímek terhelésének mérésére az oxigénfogyasztást használták. Az inkubáció végére a hím majdnem 33%-kal több oxigént fogyasztott, mint a párzás előtt. A tanulmány arra a következtetésre jutott, hogy a nőstény energiafelhasználása az ikrateremtés során kétszer akkora, mint a hímeké az inkubáció alatt, ami megerősíti a szokásos hipotézist.
Miért a hím csikóhal (és a Syngnathidae más tagjai) viszi az utódokat a vemhesség alatt, nem ismert, bár egyes kutatók szerint ez rövidebb szülésintervallumot tesz lehetővé, ami viszont több utódot eredményez. Ha korlátlan számú készséges és hajlandó partner áll rendelkezésre, a hímek egy szaporodási időszak alatt 17%-kal több utódot tudnak létrehozni, mint a nőstények. Emellett a nőstényeknek 1,2-szer hosszabb a szaporodási ciklusból való “kihagyásuk”, mint a hímeknek. Úgy tűnik, hogy ez inkább a párválasztáson, mint a fiziológián alapul. Amikor a nőstény petéi készen állnak, néhány órán belül le kell raknia őket, vagy ki kell dobnia a vízoszlopba. Az ikrák előállítása fizikailag óriási költséget jelent a nőstény számára, mivel testtömegének körülbelül egyharmadát teszik ki. Hogy megóvja magát a fészekalj elvesztésétől, a nőstény hosszú udvarlást követel. A napi üdvözlés segít megszilárdítani a pár közötti köteléket.
Monogámia
Noha nem ismert, hogy a csikóhalak egy életre párosodnának, sok fajnál olyan párkapcsolat alakul ki, amely legalább a szaporodási időszakig tart. Egyes fajok nagyobb mértékű párhűséget mutatnak, mint mások. Sok faj azonban készségesen váltogatja a párját, ha alkalom adódik rá. A H. abdominalis és a H. breviceps bizonyítottan csoportosan szaporodik, és nem mutat folyamatos párválasztási preferenciát. Sok más faj párzási szokásait még nem vizsgálták, így nem tudni, hogy valójában hány faj monogám, vagy hogy ezek a kötődések valójában meddig tartanak.
Bár a halakon belül a monogámia nem gyakori, úgy tűnik, hogy néhány fajnál mégis létezik. Ebben az esetben a párvigyázó hipotézis lehet a magyarázat. Ez a hipotézis azt állítja, hogy “a hímek egyetlen nősténnyel maradnak, mert olyan ökológiai tényezők miatt, amelyek a hímek szülői gondoskodását és az utódok védelmét különösen előnyössé teszik”. Mivel az újszülött csikóhalak túlélési esélyei olyan alacsonyak, a keltetés elengedhetetlen. Bár nem bizonyított, a hímek azért vállalhatták ezt a szerepet, mert a nőstényeknek hosszú időre van szükségük az ikrák előállításához. Ha a hímek inkubálnak, míg a nőstények előkészítik a következő fészekaljat (ami a testsúlyuk egyharmadát teszi ki), akkor csökkenthetik a fészekaljak közötti intervallumot.