オスは尾部の腹側、つまり前方に袋を備えている。 交尾のとき、メスはオスの袋に最大1,500個の卵を産みます。 オスは9～45日間卵を抱っこし、タツノオトシゴが小さくなって出てくる。 繁殖期には、オスは数時間から数日のうちに再び交尾することが多い。 科学者は、求愛行動によって動物の動きと生殖状態を同期させ、雌が卵を産む準備ができたときに雄が卵を受け取れるようにすると考えている。 この間、体色を変えたり、尾を持ちながら並んで泳いだり、尾で同じ海草の束を握ったり、「夜明け前のダンス」と呼ばれるように、一斉に旋回することもあるそうです。 この間、オスは体幹にある卵嚢に水を送り込み、卵嚢は膨らんで開き、空っぽの状態を見せます。 メスの卵が成熟すると、メスとその仲間はアンカーを離し、鼻と鼻を合わせて海草の上を漂い、しばしば渦を巻きながら上昇する。 約6分間、求愛を思わせるようなやりとりをする。 その後、メスは翌朝まで泳ぎ去り、オスは再び鼻から餌を吸い上げる。 メスはオスの子袋に卵管を挿入し、数十から数千の卵を産み付ける。 メスが卵を放出すると、メスの体は細くなり、オスの体は膨張する。 1730>
求愛の段階
タツノオトシゴは4段階の求愛の段階を示し、明確な行動の変化と求愛行為の強さの変化で示される。 第1段階、最初の求愛段階は、通常、肉体的交尾の1日か2日前の早朝に行われる。 この段階において、潜在的な交尾相手は色彩を明るくし、震え、体の左右への急速な振動を示す。 これらのディスプレイは、オスとメスのタツノオトシゴが交互に行います。 次の2～4の段階は、交尾の日に順次行われます。 第2段階は、メスが頭を上げて体に対して斜めの角度を作る「ポインティング」という行動で示されます。 フェーズ3では、オスもメスに反応して同じ指差し行動を始める。 最後に、雄と雌は水柱の中で一緒に上昇を繰り返し、水中交尾に至り、雌は雄の子袋に直接卵を移す。
第1段階：初期求愛
この初期求愛行動は、各求愛日の夜明け後30分ほどから交尾当日までに行われる。 この段階では、夜間はオスとメスは離れていますが、夜明け後に横並びになり、明るくなり、約2〜38分間求愛行動をします。 相互の震えが繰り返される。 これは、オスがメスに近づき、明るくなり、震え始めると始まる。 雌は雄に続いて自分のディスプレイを行い、その約5秒後に雌も明るくなり震える。 オスは震えながらメスの方に体を回転させ、メスは体を回転させながら遠ざかる。 第1段階において、タツノオトシゴの尾は1cm以内の距離で同じホールドファストに固定され、両者の体は固定点からわずかに外側に傾いています。 しかし、メスが尾の取り付け位置を移動し、ペアは共通のホールドファストを一周する。
Phase 2: Pointing and pumping
この段階では、メスがオスに体を傾けて指し示す姿勢を始め、オスは同時に体を傾け、震えている。 この段階は最大で54分間続く。 第2相に続く潜伏期間（通常30分から4時間）では、タツノオトシゴは求愛行動を見せず、メスは明るくならない。オスは通常、体をポンポンと動かす動きを見せる。
第3段階：ポインティング – pointing
第3段階は、メスが明るくなりポインティングポジションになることからはじまります。 オスは自分も明るくなり、指差しのディスプレイで応えます。 この段階は、オスが去ることで終了する。
第4相：起床と交尾
最後の求愛段階は、5〜8回の求愛を含む。 求愛の各試合は、雄と雌がともに3cmほど離れた同じ植物に固定された状態で始まり、通常は互いに向き合い、前の段階の明るい色のままである。 最初の求愛行動では、向かい合わせになった後、タツノオトシゴは2〜13cmの範囲で一緒に上へ上へと上昇する。
受精
Hippocampus kudaの受精では、卵が沈殿する間、子袋はわずか6秒間しか開いていないことが分かった。 この間、精子と卵が出会う袋の中には海水が入り込み、海水環境下にある。 この高浸透圧環境は精子の活性化と運動性を促進する。 したがって、受精は、袋が閉じられた後、物理的に「内部」の環境の中で、生理的に「外部」に行われたとみなされる。 このように保護された形で受精することで、雄同士の精子の競合を減らすことができると考えられている。 タツノオトシゴ科では保護受精は確認されていないが、体長に対する精巣の大きさに明確な違いがないことから、タツノオトシゴも精子の競合を抑えてより効率的に受精する仕組みを進化させた可能性がある。
妊娠
受精卵はその後袋壁に埋め込まれスポンジー組織で囲まれた状態となる。 雄は卵にプロラクチン（妊娠中の哺乳類が乳を出すのと同じホルモン）を供給する。 袋は酸素を供給し、環境を制御する孵卵器でもある。 卵黄は胚に栄養を与えるが、オスはエネルギーに富む脂質や骨格を形成するためのカルシウムを分泌し、胚に吸収させるのである。 さらに、免疫保護、浸透圧調節、ガス交換、廃棄物輸送も行う
卵はその後、水の塩分濃度が調節された袋の中で孵化し、新生児は海での生活に備えられる。
出産
オスのタツノオトシゴが放つ子どもの数は、ほとんどの種で平均100～1000匹だが、小さい種では5匹、多い種では2500匹になることもある。 稚魚が生まれる準備ができると、オスは筋収縮によって稚魚を排出する。 通常、夜間に出産し、仲間が戻ってくる朝までに次の卵を産む準備をする。 タツノオトシゴは他の魚類と同様、出産後は育児をしない。 幼魚は捕食者や海流によって餌場から流されたり、デリケートな体には過酷な温度環境下に置かれたりする可能性がある。 そのため、成魚になるまで生き残るのは0.5％以下といわれています。 この生存率は、他の魚に比べてかなり高い。これは、妊娠期間を保護するためで、父親が大きな犠牲を払ってまで行うことなのだ。 他の多くの魚の卵は受精後すぐに放棄される。
生殖の役割
ニューヨーク水族館にいる妊娠中のオスのタツノオトシゴ
生殖はオスにとってエネルギー的にコストがかかるものである。 このことは、なぜ性的役割の逆転が起こるのかさえも疑問視させる。 一方のパートナーが他方よりも多くのエネルギーコストを負担している環境では、ベイトマンの原理により、貢献度の低い方が攻撃者の役割を担うことになるのです。 オスのタツノオトシゴはより攻撃的で、時にはメスの気を引くために「戦う」こともある。 プロジェクト・シーホースのアマンダ・ヴィンセントによると、尾っぽで相撲をとったり、頭を折ったりするのはオスだけだそうです。 この発見をきっかけに、エネルギーコストについてさらに研究が進められました。 メスが直接的に貢献していることを推定するため、研究者はそれぞれの卵に蓄えられたエネルギーを化学的に分析した。 また、オスの負担を測定するために、酸素消費量も測定した。 孵化が終わるころには、オスは交尾前よりも33%近くも多くの酸素を消費していた。 この研究により、卵を産んでいる間のメスのエネルギー消費は、孵化中のオスの2倍であると結論づけられ、標準的な仮説が確認されました。
なぜタツノオトシゴ（および他のシギ科の仲間）が妊娠中の子供を運ぶのかは不明ですが、出産間隔を短くし、その結果多くの子供が生まれるという研究者の説もあるそうです。 無制限に相手を見つけることができるオスは、繁殖期にメスより17％多く子供を産む可能性がある。 また、メスはオスの1.2倍も長く生殖サイクルを中断することができる。 これは生理的な理由というよりも、相手を選ぶということに基づいているようだ。 メスは卵の準備ができると、数時間以内に産み落とすか、水柱に排出しなければならない。 卵はメスの体重の約3分の1に相当するため、メスにとって卵を産むことは肉体的に大きな負担となる。 メスは卵を失うことを防ぐために、長い求愛期間を要求する。
一夫一婦制
タツノオトシゴは終生交尾することは知られていないが、多くの種は少なくとも繁殖期を通じてペアの絆を形成している。 また、他の種よりも高い交尾の貞操観念を示す種もある。 しかし、多くの種は機会があれば容易に相手を変える。 H. abdominalisとH. brevicepsは集団で繁殖し、継続的な仲間の好みを示さないことが確認されている。 このほかにも多くの種の交尾習慣が研究されていないため、実際に一夫一婦制をとっている種がどのくらいあるのか、その絆がどのくらい続いているのかは不明である
魚類の一夫一婦制は一般的ではないけれど、一部にはあるようだ。 この場合、仲間を守る仮説が説明できるかもしれない。 この仮説は、”オスが一匹のメスと一緒にいるのは、オスの育児や子孫の保護が特に有利になるような生態学的要因があるからだ “とするものである。 生まれたばかりのタツノオトシゴの生存率は非常に低いので、孵化は不可欠なのです。 証明はされていないが、メスが卵を産むのに長い期間を要するため、オスがこの役割を担っている可能性がある。 もし、メスが次のクラッチ（体重の3分の1に相当）の準備をしている間にオスが孵化すれば、クラッチ間の間隔を短縮することができる。