Il existe différents modes de reproduction : l'oviparité, l'ovoviviparité et la viviparité.Chez les poissons ovipares, après une fécondation généralement externe, la femelle pond ses œufs, et les embryons se développent et éclosent en dehors de son corps. Les embryons sont nourris grâce aux réserves contenues dans l'œuf. Plus de 97 % des espèces connues de poissons sont ovipares[16], dont par exemple les saumons, les poissons rouges, les rhons, les anguilles, etc. Il existe différentes techniques de ponte :abandon des œufs au hasard ; dépôt des œufs dans un nid construit ou un abri naturel ; suspension des œufs à un support ; dépôt puis mise à l'abri des œufs dans la bouche d'un des parents ; enfouissage des œufs dans les sédiments.La fécondation est le plus souvent externe, les gamètes se mélangeant à proximité des deux poissons. Chez quelques poissons, la fécondation est interne, le mâle utilisant un organe intromittant pour déposer le spermedans le cloaquede la femelle. Il s'agit surtout des requins ovipares comme le requin dormeur cornu et des raies ovipares (comme Rajidae). Dans ce cas, le mâle possède deux ptérygopodes, mutations de la nageoire pelvienne.
Les jeunes poissons sortant de l'œuf sont appelés larves. Elles sont généralement peu formées, transportent une vésicule vitelline (ou sac vitellin) contenant leurs réserves nutritives et ont une apparence très différente des adultes. La période larvaire des poissons ovipares est généralement courte (quelques semaines), les larves grandissant rapidement tandis que leur structure et leur apparence change (la métamorphose) pour ressembler aux jeunes de leur espèce. Pendant cette période, les larves se nourrissent d'abord de leurs réserves puis du zooplancton ; ce processus dépend de la concentration en zooplancton et peut causer une forte mortalité parmi les larves.
Chez les poissons ovovivipares, les œufs restent dans le corps de la mère après fécondation interne. Chaque embryon se développe dans son œuf, sans utiliser de réserves nutritives de la mère, puis sort du corps de sa mère lors de l'éclosion. Parmi les poissons ovovivipares, on peut noter les guppys, les squatiniformes et les cœlacanthes.
Chez les poissons vivipares, la fécondation est aussi interne mais chaque embryon reçoit ses nutriments du corps de sa mère, et non des réserves de l'œuf. Les petits sont mis au monde par accouchement. Les poissons vivipares ont une structure similaire au placenta des mammifères, reliant le sang de la mère et celui de l'embryon. Parmi les poissons vivipares, on peut noter les Embiotocidae, les Goodeidae et les requins citrons. Les embryons de certains poissons vivipares ont un comportement appelé oophagie, lorsque l'embryon en développement mange les œufs produits par la mère. Ce comportement a été observé chez certains requins comme le requin mako ou le maraîche mais aussi chez d'autres poissons comme leNomorhamphus ebrardtii[17]. Le cannibalisme in utero est un comportement encore plus inhabituel, lorsque l'embryon le plus grand mange ses frères plus petits et plus faibles. Ce comportement a été observé chez des requins comme Carcharias taurus mais aussi avec des espèces comme Nomorhamphus ebrardtii[17].
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