Рыбы, не выработавшие способность защищать икру и молодь внутри своего тела, но не чуждые родительских инстинктов, обычно строят для своего потомства разного типа гнезда. Самые простые в техническом отношении — углубления в грунте или расчищенные от мусора «закутки» под камнями или в расщелинах скал. Однако у некоторых рыб гнезда являются весьма профессиональными произведениями. К числу высококвалифицированных гнездостроителей относятся, прежде всего, колюшки, отличающиеся также и сложным нерестовым поведением.
Ко времени нереста самцы колюшки приобретают брачный наряд и становятся очень красивы. Их тело отливает серебром, а брюшко, губы, щеки и основания плавников постепенно краснеют и наконец достигают ярко- красного, киноварного, цвета. Глаза окрашиваются лазоревыми или лилово-голубыми красками. В некоторых водоемах нерестящиеся самцы становятся совсем черными. У самок брачный наряд выражен слабо: на яркой, отливающей металлическим блеском спине появляется несколько крупных поперечных темных пятен ромбической формы, бока нежно-желтые.
В зависимости от температурного и светового режима водоема колюшка обычно нерестится в апреле—августе, а в Южной Калифорнии размножающиеся особи встречаются круглый год. За несколько дней до нереста самец выбирает место на дне и выкапывает там ямку. Аналогичным образом, набрав в рот мелких травинок или другого растительного материала, он выстилает им дно ямки, закрепляя и склеивая слизью, вырабатываемой почками и выделяющейся из мочеполового отверстия. Затем самец строит боковые стены гнезда, а потом и свод. После этого он приводит гнездо в порядок, придавая ему более правильную, почти шарообразную форму, расширяя входное отверстие и разглаживая края. При этом самец старательно отгоняет от гнезда всех насекомых и других рыб. Обычно он атакует пришельца стремительным прямым броском и, если тот не обращается в бегство, кусает его или, схватив за хвост, оттаскивает с охраняемой территории. Во время стычек с особями своего вида колючки обычно не используются.
Для постройки гнезд колюшки выбирают наиболее мелководную зону водоемов с прогретой и относительно прозрачной водой, с отмершей растительностью и мягким грунтом. Обычно гнезда располагаются на глубине 20-50 см. Самки в работе никакого участия не принимают и приближаются к гнезду только на заключительной фазе строительства. В это время самец перестает агрессивно реагировать на самок, как на посторонних пришельцев. При появлении самки он двигается к ней, исполняя «зигзаг»-танец: серия прыжков к самке и от нее. Каждый скачок от самки символизирует приглашение к гнезду, а скачок к самке является частью общего агрессивного поведения самца. При этом рот у самца открыт, а колючки выпрямлены. Зрелая самка принимает в ответ на этот танец характерную позу «головой вверх». Самец плывет к гнезду, увлекая за собой самку, и демонстрирует ей вход в гнездо. Вошедшую в гнездо самку он «тормошит», быстро толкаясь рылом в бока тела. После того как самка выметывает икру, самец быстро ее оплодотворяет и прогоняет бывшую подругу с гнездового участка.
Избавившись от бездельницы, самец приступает к родительским обязанностям: он проталкивает оплодотворенную икру глубже в гнездо, вжимает ее в дно, разглаживает, делая более плоской, потом удлиняет гнездо и сужает вход для того, чтобы последующая кладка икры не откладывалась прямо на предыдущую, а была черепицеобразно смещена по отношению к первой. Все это время самец часто вентилирует гнездо движениями грудных плавников. Такой работой самец занимается около часа. В это время он очень агрессивен и не обращает внимания на противоположный пол. Но, закончив эту работу, приступает к дальнейшим ухаживаниям и в течение суток может собрать в гнезде до 6-7 кладок от разных самок. Каждая кладка может содержать от 20 до 400 икринок.
После заполнения гнезда самки совсем перестают интересовать самца, и он полностью посвящает себя потомству. Он удаляется от гнезда лишь на небольшие расстояния и ревниво оберегает его от всех врагов, периодически вентилируя и выбирая и съедая мертвые икринки. Так продолжается 10-14 дней, пока гнездо не покинут последние выклюнувшиеся рыбешки. Около недели он заботится и о свободно плавающей молоди, пытаясь удержать ее вместе у гнезда. На юге самцы и самки за сезон могут участвовать в размножении до 10 раз. Однако в некоторых водоемах основная масса особей погибает после первого нереста.
Ближайший родственник трехиглой колюшки — девятииглая колюшка — также «вьет» гнездо из растительности, но не на дне водоема, а над грунтом среди растений. Еще более трудолюбивый самец этой колюшки строит не одно, а целых два гнезда: одно — для икры, а второе, располагающееся выше первого, — «колыбелька» для личинок.