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La estrella de mar se reproduce sexualmente y de manera asexual. Durante la reproducción sexual, dos estrellas de mar lanzan sus gametos a la columna de agua, donde se produce fertilización. Los huevos fertilizados se convierten en larvas de natación libre, que eventualmente se establecen en el fondo y se metamorfose en estrellas de mar juveniles. Una sola estrella de mar puede producir millones de huevos, pero solo una pequeña fracción de estos sobrevivirá hasta la edad adulta.
Durante la reproducción asexual, una estrella de mar puede dividir su cuerpo en dos, creando dos nuevas personas. Este proceso se conoce como fisión. La fisión generalmente ocurre cuando la estrella de mar está lesionada o estresada, y puede ser una forma para que la estrella de mar regenere las partes del cuerpo perdidas.
El número de jóvenes que produce una estrella de mar depende de la especie y las condiciones ambientales. Algunas especies de estrellas de mar pueden producir hasta 200 millones de huevos en un solo evento de desove, mientras que otras pueden producir solo unos pocos miles. La tasa de supervivencia de las larvas de estrella de mar también es muy variable, y puede verse influenciada por una serie de factores, incluida la depredación, la enfermedad y la disponibilidad de alimentos.