O ciclo anual dos elefantes marinhos é dividido em duas fases terrestres, quando ocorre o acasalamento e a muda, e duas pelágicas, quando os animais se alimentam. A primeira ocorre após o acasalamento e dura de 2 a 3 meses, enquanto que a segunda ocorre após a muda e dura 7 meses.
Os machos chegam às colônias de reprodução na primavera austral, entre agosto e setembro e as fêmeas grávidas entre setembro e outubro. Os machos estabelecem uma hierarquia de dominância sobre um grupo de 40 a 50 fêmeas, formando um harém, e competem pelo acesso àquelas que estejam em estro, ou seja, na época ideal para a reprodução. No entanto, haréns de até 300 fêmeas com um ou dois machos já foram observados.
Os machos desafiam-se uns aos outros visualmente, vocalizando com um rugido bem diferente do som mais cadenciado produzido pela espécie do hemisfério norte. A hierarquia é baseada em primeiro lugar pela idade do macho e secundariamente pelo tamanho e pela experiência prévia do animal. Apenas 2 ou 3% dos machos adultos são capazes de se reproduzir a cada estação, podendo fecundar até 100 fêmeas. Esta alta competição, aliada a uma alta taxa de mortalidade, faz com que alguns machos nunca consigam se reproduzir e apenas alguns o fazem por duas ou mais estações.
Dependendo da colônia os machos atingem a maturidade sexual entre os 3 e os 6 anos de vida, mas reproduzem-se apenas quando chegam aos 10 anos de idade. Apenas 17% dos machos sobrevivem aos primeiros 8 anos de vida, cerca de 6% chegam aos 11 anos e apenas 1,2% vivem até os 13 anos.
Também dependendo da colônia, as fêmeas atingem a maturidade sexual entre 2 e 4 anos de vida. A partir dessa idade, uma fêmea pode ter um filhote a cada ano por 12 anos. O período de gestação é de 11 meses e cada fêmea dá à luz um único filhote depois de 6 a 8 dias da sua chegada à colônia. permanecendo em terra firme por mais 23 ou 27 dias até o filhote desmamar. A taxa de mortalidade dos jovens neste período pode chegar a 10% e resultar, entre outras causas, de inanição depois do abandono pela mãe, doenças, esmagamento durante disputas entre machos rivais e ataque de outras fêmeas que ainda estejam amamentando.
As fêmeas entram em estro aproximadamente 19 dias depois do parto. Elas acasalam poucos dias depois disso e partem subitamente, deixando para trás os filhotes desmamados, que permanecem na praia por mais uns 50 dias sem se alimentar. Neste período perdem cerca de 0,95 kg por dia. Quando perdem 70% do peso, os filhotes vão pata o mar onde se alimentam por cerca de 105 dias. Voltam, então, para terra firme por 10 a 20 dias para a troca de pelo do outono. Os adultos também jejuam na estação reprodutiva, as fêmeas por um mês e os machos por até 3 meses. Depois de abandonar os filhotes na colônia, as fêmeas vão para o mar onde se alimentam por 70 dias, recuperando 1,1 kg de peso por dia. Depois voltam para terra firme para a troca de pelo.
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