Sjöhästens hane är utrustad med en påse på svansens ventrala, eller framsida, sida. Vid parning lägger sjöhästhonan upp till 1 500 ägg i hanens pung. Hanen bär på äggen i 9 till 45 dagar tills sjöhästarna kommer ut fullt utvecklade, men mycket små. Ungarna släpps sedan ut i vattnet, och hanen parar sig ofta igen inom några timmar eller dagar under häckningssäsongen.
Hörande
För att para sig kan sjöhästar göra upp i flera dagar. Forskare tror att uppvaktningsbeteendet synkroniserar djurens rörelser och fortplantningstillstånd, så att hanen kan ta emot äggen när honan är redo att lägga dem. Under denna tid kan de byta färg, simma sida vid sida med svansarna i handen eller greppa tag i samma sträng av sjögräs med sina svansar, och hjul runt i samklang i vad som kallas för en ”fördelsdans”. Till slut deltar de i en ”riktig uppvaktningsdans” som varar i ungefär åtta timmar, under vilken hanen pumpar vatten genom äggpåsen på sin bål som expanderar och öppnas för att visa sin tomhet. När honans ägg är mogna släpper honan och hennes partner alla ankare och driver uppåt, nos mot nos, ut ur sjögräset, ofta i spiralform när de stiger uppåt. De interagerar i ungefär 6 minuter, vilket påminner om uppvaktning. Honan simmar sedan iväg till nästa morgon, och hanen återgår till att suga upp mat genom sin nos. Honan för in sin äggledare i hanens yngelpung och lägger av dussintals till tusentals ägg. När honan släpper sina ägg blir hennes kropp smalare medan hans sväller. Båda djuren sjunker sedan tillbaka ner i sjögräset och hon simmar iväg.
Faser av uppvaktning
Sjöhästar uppvisar fyra faser av uppvaktning som indikeras av tydliga beteendeförändringar och förändringar i uppvaktningshandlingens intensitet. Fas 1, den inledande uppvaktningsfasen, äger vanligtvis rum tidigt på morgonen en eller två dagar före den fysiska parningen. Under denna fas lyser de potentiella parningarna upp i färgen, darrar och uppvisar snabba kroppsvibrationer från sida till sida. Dessa uppvisningar utförs växelvis av både hanen och honan. De följande faserna, 2 till 4, inträffar i tur och ordning på dagen för parningen. Fas 2 markeras av att honan pekar, ett beteende där honan höjer huvudet så att det bildar en sned vinkel med kroppen. I fas 3 börjar även hanarna med samma pekbeteende som svar på honan. Slutligen kommer hanen och honan att upprepade gånger stiga uppåt tillsammans i en vattenpelare och avslutas med kopulation mitt i vattnet, där honan överför sina ägg direkt till hanens yngelpåse.
Fas 1: Initialt uppvaktningsbeteende
Detta initiala uppvaktningsbeteende äger rum cirka 30 minuter efter gryningen på varje uppvaktningsdag, fram till dagen för kopulation. Under denna fas förblir hanarna och honorna åtskilda under natten, men efter gryningen kommer de samman i en position sida vid sida, lyser upp och ägnar sig åt uppvaktningsbeteende i cirka 2 till 38 minuter. Det förekommer upprepade ömsesidiga skälvande rörelser. Detta börjar när hanen närmar sig honan, lyser upp och börjar darra. Honan följer efter hanen med sin egen uppvisning, där hon också lyser upp och darrar ungefär 5 sekunder senare. När hanen darrar roterar han sin kropp mot honan, som sedan roterar sin kropp bort. Under fas 1 är de båda sjöhästarnas svansar placerade inom 1 cm från varandra på samma hållfäste och båda deras kroppar är vinklade något utåt från fästpunkten. Honan kommer dock att flytta sin svansfästeplats, vilket gör att paret cirkulerar runt sitt gemensamma hållfäste.
Fas 2: Pekande och pumpande
Denna fas börjar med att honan börjar sin pekande hållning, genom att luta sin kropp mot hanen, som samtidigt lutar sig bort och darrar. Denna fas kan pågå i upp till 54 minuter. Efter fas 2 följer en latensperiod (vanligtvis mellan 30 minuter och fyra timmar), under vilken sjöhästarna inte visar något uppvaktningsbeteende och honorna är inte ljusa; hanarna visar vanligtvis en pumpande rörelse med kroppen.
Fas 3: Pointering – pekande
Den tredje fasen börjar med att honorna lyser upp och intar den pekande positionen. Hannarna svarar med sin egen upplysning och pekande uppvisning. Denna fas avslutas med att hanen avlägsnar sig. Den varar vanligtvis nio minuter och kan förekomma en till sex gånger under uppvaktningen.
Fas 4: Uppstigning och kopulation
Den sista uppvaktningsfasen omfattar 5-8 uppvaktningar. Varje uppvaktningsomgång börjar med att både hanen och honan är förankrade på samma planta med cirka 3 cm mellanrum; vanligtvis står de mot varandra och är fortfarande ljusa i färgen från den föregående fasen. Under den första omgången, efter att ha vänt sig mot varandra, kommer sjöhästarna att stiga uppåt tillsammans någonstans mellan 2 och 13 cm i vattenpelaren. Under den sista uppstigningen kommer honan att föra in sin ovipositor och överföra sina ägg genom en öppning i hanens yngelpåse.
Fruktning
Under befruktningen hos Hippocampus kuda visade det sig att yngelpåsen var öppen i endast sex sekunder medan äggnedläggningen ägde rum. Under denna tid trängde havsvatten in i pungen där spermatozoerna och äggen möts i en havsvattenmiljö. Denna hyperosmotiska miljö underlättar aktivering och motilitet hos spermier. Befruktningen anses därför vara fysiologiskt ”extern” i en fysiskt ”intern” miljö efter det att pungen stängts. Man tror att denna skyddade form av befruktning minskar spermiekonkurrensen mellan hanarna. Inom Syngnathidae (pipefiskar och sjöhästar) har skyddad befruktning inte dokumenterats hos pipefiskarna, men avsaknaden av tydliga skillnader i förhållandet mellan testiklarnas storlek och kroppsstorlek tyder på att pipefiskar också kan ha utvecklat mekanismer för effektivare befruktning med minskad spermiekonkurrens.
Gestation
De befruktade äggen bäddas sedan in i pungväggen och blir omgivna av en svampig vävnad. Hanen förser äggen med prolaktin, samma hormon som ansvarar för mjölkproduktionen hos dräktiga däggdjur. Pölen tillhandahåller syre samt en inkubator med kontrollerad miljö. Även om äggulan bidrar med näring till det embryo som håller på att utvecklas, bidrar hanen till ytterligare näring, t.ex. energirika lipider och kalcium för att de ska kunna bygga upp sitt skelettsystem, genom att utsöndra dem i yngelpåsen som absorberas av embryona. Vidare erbjuder de också immunologiskt skydd, osmoreglering, gasutbyte och avfallstransport
Äggen kläcks sedan i påsen, där vattnets salthalt regleras; detta förbereder de nyfödda för livet i havet. Under hela dräktigheten, som hos de flesta arter tar två till fyra veckor, besöker hans partner honom dagligen för ”morgonhälsning”.
Födelse
Antalet ungar som släpps ut av hanen av sjöhästar är i genomsnitt 100-1000 för de flesta arter, men kan vara så lågt som 5 för de mindre arterna, eller så högt som 2500. När ynglen är redo att födas stöter hanen ut dem med muskelsammandragningar. Han föder vanligtvis på natten och är redo för nästa omgång ägg på morgonen när hans partner återvänder. Liksom nästan alla andra fiskarter vårdar sjöhästar inte sina ungar efter födseln. Ungarna är känsliga för rovdjur eller havsströmmar som sköljer bort dem från födosöksområden eller i temperaturer som är för extrema för deras känsliga kroppar. Mindre än 0,5 % av barnen överlever till vuxen ålder, vilket förklarar varför kullarna är så stora. Dessa överlevnadssiffror är faktiskt ganska höga jämfört med andra fiskar på grund av deras skyddade dräktighet, vilket gör processen värd den stora kostnaden för fadern. Äggen hos de flesta andra fiskar överges omedelbart efter befruktningen.
Reproduktionsroller
.
Reproduktion är energimässigt kostsam för hanen. Detta gör att man kan ifrågasätta varför den sexuella rollomvändningen överhuvudtaget äger rum. I en miljö där den ena partnern har högre energikostnader än den andra, föreslår Batemans princip att den mindre bidragande parten tar rollen som angripare. Manliga sjöhästar är mer aggressiva och ”slåss” ibland om kvinnans uppmärksamhet. Enligt Amanda Vincent från Project Seahorse är det bara hanar som kämpar med svansen och knäpper med huvudet mot varandra. Denna upptäckt föranledde ytterligare studier av energikostnaderna. För att uppskatta honans direkta bidrag analyserade forskarna kemiskt den energi som lagras i varje ägg. För att mäta belastningen på hanarna användes syreförbrukning. I slutet av inkubationen förbrukade hanen nästan 33 % mer syre än före parningen. I studien drogs slutsatsen att honans energiförbrukning när honan genererar ägg är dubbelt så stor som hanarnas under inkubationen, vilket bekräftar standardhypotesen.
Varför hanen av sjöhästar (och andra medlemmar av Syngnathidae) bär avkomman under dräktigheten är okänt, även om vissa forskare tror att det gör det möjligt att förkorta förlossningsintervallerna, vilket i sin tur resulterar i fler avkommor. Med ett obegränsat antal redo och villiga partners har hanar möjlighet att producera 17 % mer avkomma än honor under en fortplantningssäsong. Dessutom har honorna ”time-outs” från fortplantningscykeln 1,2 gånger längre än hanarna. Detta verkar vara baserat på val av partner snarare än fysiologi. När honans ägg är färdiga måste hon lägga dem inom några timmar eller kasta ut dem i vattenpelaren. Att lägga ägg är en stor fysisk kostnad för henne, eftersom de utgör ungefär en tredjedel av hennes kroppsvikt. För att skydda sig mot att förlora en koppling kräver honan en lång uppvaktning. De dagliga hälsningarna hjälper till att cementera bandet mellan paret.
Monogami
Tyvärr är det inte känt att sjöhästar parar sig för livet, men många arter bildar parbindningar som varar åtminstone under parningssäsongen. Vissa arter uppvisar en högre grad av partnertrohet än andra. Många arter byter dock lätt partner när tillfälle ges. H. abdominalis och H. breviceps har visat sig häcka i grupp och visar ingen kontinuerlig partnerpreferens. Många fler arters parningsvanor har inte studerats, så det är okänt hur många arter som faktiskt är monogama, eller hur länge dessa band faktiskt varar.
Och även om monogami inom fiskar inte är vanligt förekommande, tycks det finnas för vissa. I det här fallet kan hypotesen om parningsskydd vara en förklaring. Denna hypotes säger att ”hanar stannar hos en enda hona på grund av ekologiska faktorer som gör att manlig föräldravård och skydd av avkomman är särskilt fördelaktigt”. Eftersom överlevnaden för nyfödda sjöhästar är så låg är inkubationen viktig. Även om det inte är bevisat kan hanar ha tagit på sig denna roll på grund av den långa tid som honorna behöver för att producera sina ägg. Om hanarna ruvar medan honorna förbereder nästa kull (som uppgår till en tredjedel av kroppsvikten) kan de förkorta intervallet mellan kullarna.