Il cavalluccio marino maschio è dotato di una tasca sul lato ventrale, o anteriore, della coda. Durante l’accoppiamento, la femmina del cavalluccio marino deposita fino a 1.500 uova nella tasca del maschio. Il maschio porta le uova per 9-45 giorni fino a quando i cavallucci marini emergono completamente sviluppati, ma molto piccoli. I piccoli vengono poi rilasciati in acqua, e il maschio spesso si accoppia di nuovo in poche ore o giorni durante la stagione riproduttiva.
Corteggiamento
Prima della riproduzione, i cavallucci marini possono corteggiare per diversi giorni. Gli scienziati credono che il comportamento di corteggiamento sincronizzi i movimenti degli animali e gli stati riproduttivi, in modo che il maschio possa ricevere le uova quando la femmina è pronta a depositarle. Durante questo periodo, possono cambiare colore, nuotare fianco a fianco tenendosi la coda o afferrare lo stesso filo di erba marina con le loro code, e girare all’unisono in quella che è conosciuta come una “danza pre alba”. Alla fine si impegnano in una “vera danza di corteggiamento” che dura circa 8 ore, durante la quale il maschio pompa acqua attraverso la sacca delle uova sul suo tronco che si espande e si apre per mostrare il suo vuoto. Quando le uova della femmina raggiungono la maturità, lei e il suo compagno lasciano andare tutte le ancore e vanno alla deriva verso l’alto, muso a muso, fuori dall’erba di mare, spesso spiraleggiando mentre salgono. Interagiscono per circa 6 minuti, ricordando il corteggiamento. La femmina poi nuota via fino al mattino successivo, e il maschio torna a succhiare il cibo attraverso il suo muso. La femmina inserisce il suo ovopositore nella tasca di covata del maschio e deposita da decine a migliaia di uova. Quando la femmina rilascia le uova, il suo corpo si assottiglia mentre quello di lui si gonfia. Entrambi gli animali affondano di nuovo nell’erba marina e lei nuota via.
Fasi del corteggiamento
I cavallucci marini mostrano quattro fasi di corteggiamento che sono indicate da chiari cambiamenti comportamentali e cambiamenti nell’intensità dell’atto di corteggiamento. La fase 1, la fase iniziale del corteggiamento, ha luogo tipicamente al mattino presto uno o due giorni prima della copulazione fisica. Durante questa fase i potenziali compagni si illuminano di colore, fremono e mostrano rapide vibrazioni del corpo da un lato all’altro. Queste manifestazioni sono eseguite alternativamente sia dal maschio che dalla femmina del cavalluccio marino. Le fasi successive, da 2 a 4, avvengono in sequenza il giorno della copulazione. La fase 2 è segnata dal puntamento della femmina, un comportamento in cui la femmina alzerà la testa per formare un angolo obliquo con il suo corpo. Nella fase 3 i maschi inizieranno anche lo stesso comportamento di puntamento in risposta alla femmina. Infine, il maschio e la femmina saliranno ripetutamente insieme verso l’alto in una colonna d’acqua e termineranno con la copulazione a mezz’acqua, in cui la femmina trasferirà le sue uova direttamente nella tasca di covata del maschio.
Fase 1: corteggiamento iniziale
Questo comportamento iniziale di corteggiamento ha luogo circa 30 minuti dopo l’alba di ogni giorno di corteggiamento, fino al giorno della copulazione. Durante questa fase i maschi e le femmine rimangono separati durante la notte, ma dopo l’alba si riuniscono in una posizione affiancata, si illuminano e si impegnano in un comportamento di corteggiamento per circa 2-38 minuti. Ci sono ripetuti fremiti reciproci. Questo inizia quando il maschio si avvicina alla femmina, si illumina e comincia a fremere. La femmina seguirà il maschio con il proprio display, in cui anche lei si illuminerà e fremerà circa 5 secondi dopo. Mentre il maschio freme, ruoterà il suo corpo verso la femmina che poi ruoterà il suo corpo lontano. Durante la fase 1 le code di entrambi i cavallucci marini sono posizionate a meno di 1 cm l’una dall’altra sullo stesso hold-fast ed entrambi i loro corpi sono leggermente inclinati verso l’esterno del punto di attacco. Tuttavia, la femmina sposterà il suo punto di attacco della coda, inducendo la coppia a circondare il loro comune hold-fast.
Fase 2: puntamento e pompaggio
Questa fase inizia con la femmina che inizia la sua postura di puntamento, inclinando il suo corpo verso il maschio, che contemporaneamente si allontanerà e fremerà. Questa fase può durare fino a 54 minuti. Alla fase 2 segue un periodo di latenza (tipicamente tra i 30 minuti e le quattro ore), durante il quale i cavallucci marini non mostrano alcun comportamento di corteggiamento e le femmine non sono brillanti; i maschi di solito mostrano un movimento di pompaggio con il corpo.
Fase 3: Pointing – puntamento
La terza fase inizia con le femmine che si illuminano e assumono la posizione di puntamento. I maschi rispondono con il loro proprio schiarimento e la visualizzazione di puntamento. Questa fase termina con la partenza del maschio. Di solito dura nove minuti e può verificarsi da una a sei volte durante il corteggiamento.
Fase 4: Risveglio e copulazione
La fase finale del corteggiamento comprende 5-8 attacchi di corteggiamento. Ogni corteggiamento inizia con il maschio e la femmina ancorati alla stessa pianta a circa 3 cm di distanza; di solito sono uno di fronte all’altro e sono ancora di colore brillante dalla fase precedente. Durante il primo incontro, seguendo il comportamento di fronte, i cavallucci marini saliranno insieme verso l’alto da 2 a 13 cm nella colonna d’acqua. Durante l’ascesa finale la femmina inserirà il suo ovopositore e trasferirà le sue uova attraverso un’apertura nella tasca di covata del maschio.
Fecondazione
Durante la fecondazione in Hippocampus kuda la tasca di covata è rimasta aperta solo per sei secondi mentre avveniva il deposito delle uova. Durante questo tempo l’acqua di mare è entrata nella tasca dove gli spermatozoi e le uova si incontrano in un ambiente di acqua di mare. Questo ambiente iperosmotico facilita l’attivazione e la motilità degli spermatozoi. La fecondazione è quindi considerata come fisiologicamente “esterna” in un ambiente fisicamente “interno” dopo la chiusura della tasca. Si ritiene che questa forma protetta di fecondazione riduca la competizione spermatica tra i maschi. All’interno dei Syngnathidae (pesci ago e cavallucci marini) la fecondazione protetta non è stata documentata nei pesci ago, ma la mancanza di differenze distinte nella relazione tra le dimensioni dei testicoli e le dimensioni del corpo suggerisce che i pesci ago possono anche aver evoluto meccanismi per una fecondazione più efficiente con una ridotta competizione spermatica.
Gestazione
Le uova fecondate sono poi incorporate nella parete della tasca e vengono circondate da un tessuto spugnoso. Il maschio fornisce alle uova la prolattina, lo stesso ormone responsabile della produzione di latte nei mammiferi gravidi. Il marsupio fornisce ossigeno, così come un’incubatrice ad ambiente controllato. Sebbene il tuorlo dell’uovo contribuisca al nutrimento dell’embrione in via di sviluppo, i cavallucci marini maschi apportano ulteriori nutrienti come lipidi ricchi di energia e anche calcio per permettere loro di costruire il loro sistema scheletrico, secernendoli nella tasca della covata che vengono assorbiti dagli embrioni. Inoltre offrono anche protezione immunologica, osmoregolazione, scambio di gas e trasporto di rifiuti
Le uova si schiudono poi nella tasca, dove la salinità dell’acqua è regolata; questo prepara i neonati alla vita in mare. Durante tutta la gestazione, che nella maggior parte delle specie richiede da due a quattro settimane, la sua compagna lo visita quotidianamente per i “saluti mattutini”.
Nascita
Il numero di piccoli rilasciati dal cavalluccio marino maschio ha una media di 100-1000 per la maggior parte delle specie, ma può arrivare a 5 per le specie più piccole, o fino a 2.500. Quando gli avannotti sono pronti per nascere, il maschio li espelle con contrazioni muscolari. Di solito partorisce di notte ed è pronto per il prossimo lotto di uova al mattino quando la sua compagna ritorna. Come quasi tutte le altre specie di pesci, i cavallucci marini non nutrono i loro piccoli dopo la nascita. I neonati sono suscettibili ai predatori o alle correnti oceaniche che li lavano via dalle zone di alimentazione o a temperature troppo estreme per i loro corpi delicati. Meno dello 0,5% dei neonati sopravvive fino all’età adulta, il che spiega perché le cucciolate sono così grandi. Questi tassi di sopravvivenza sono in realtà abbastanza alti rispetto ad altri pesci, a causa della loro gestazione protetta, rendendo il processo degno del grande costo per il padre. Le uova della maggior parte degli altri pesci vengono abbandonate immediatamente dopo la fecondazione.
Ruolo riproduttivo
La riproduzione è energeticamente costosa per il maschio. Questo mette in discussione il motivo per cui l’inversione del ruolo sessuale ha luogo. In un ambiente in cui un partner sostiene più costi energetici dell’altro, il principio di Bateman suggerisce che il minore contribuente assume il ruolo dell’aggressore. I cavallucci marini maschi sono più aggressivi e a volte “combattono” per l’attenzione femminile. Secondo Amanda Vincent del Project Seahorse, solo i maschi fanno la lotta con la coda e schioccano la testa l’uno contro l’altro. Questa scoperta ha spinto a studiare ulteriormente i costi energetici. Per stimare il contributo diretto della femmina, i ricercatori hanno analizzato chimicamente l’energia immagazzinata in ogni uovo. Per misurare l’onere sui maschi, è stato utilizzato il consumo di ossigeno. Alla fine dell’incubazione, il maschio ha consumato quasi il 33% in più di ossigeno rispetto a prima dell’accoppiamento. Lo studio ha concluso che il dispendio energetico della femmina mentre genera le uova è il doppio di quello dei maschi durante l’incubazione, confermando l’ipotesi standard.
Perché il cavalluccio marino maschio (e altri membri dei Syngnathidae) porta la prole attraverso la gestazione è sconosciuto, anche se alcuni ricercatori ritengono che permette intervalli di parto più brevi, a sua volta risultante in più prole. Dato un numero illimitato di partner pronti e disponibili, i maschi hanno il potenziale di produrre il 17% in più di prole rispetto alle femmine in una stagione riproduttiva. Inoltre, le femmine hanno “time-out” dal ciclo riproduttivo 1,2 volte più lunghi di quelli dei maschi. Questo sembra essere basato sulla scelta del compagno, piuttosto che sulla fisiologia. Quando le uova della femmina sono pronte, deve deporle in poche ore o espellerle nella colonna d’acqua. Fare le uova è un costo enorme per lei fisicamente, dal momento che ammontano a circa un terzo del suo peso corporeo. Per evitare di perdere una frizione, la femmina esige un lungo corteggiamento. I saluti quotidiani aiutano a cementare il legame tra la coppia.
Monogamia
Anche se i cavallucci marini non sono noti per accoppiarsi a vita, molte specie formano legami di coppia che durano almeno fino alla stagione della riproduzione. Alcune specie mostrano un livello più alto di fedeltà all’accoppiamento rispetto ad altre. Tuttavia, molte specie cambiano prontamente i compagni quando se ne presenta l’opportunità. È stato dimostrato che H. abdominalis e H. breviceps si riproducono in gruppo, senza mostrare alcuna preferenza di coppia continua. Le abitudini di accoppiamento di molte altre specie non sono state studiate, quindi non si sa quante specie siano effettivamente monogame, o quanto a lungo durino questi legami.
Anche se la monogamia tra i pesci non è comune, sembra esistere per alcuni. In questo caso, l’ipotesi del mate-guarding può essere una spiegazione. Questa ipotesi afferma che “i maschi rimangono con una sola femmina a causa di fattori ecologici che rendono le cure parentali maschili e la protezione della prole particolarmente vantaggiose”. Poiché i tassi di sopravvivenza dei cavallucci marini appena nati sono così bassi, l’incubazione è essenziale. Anche se non provato, i maschi potrebbero aver assunto questo ruolo a causa del lungo periodo che le femmine richiedono per produrre le loro uova. Se i maschi incubano mentre le femmine preparano la prossima frizione (pari a un terzo del peso corporeo), possono ridurre l’intervallo tra le covate.