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The reproductive biology of the bathyal viviparous fish Cataetyx alleni was described based on 34 specimens (17 females and 17 males) caught during experimental trawl surveys carried out between 800 and 1700 m depth in the southeastern Sardinian Sea (central-western Mediterranean). Males and females were present at similar size intervals. For the first time, the internal fertilization was demonstrated by the finding of free spermatozoa scattered in the ovarian cavity. Based on macroscopic and histological gonad analysis, mature females were found in summer, autumn and winter, suggesting a long reproductive period. Inseminated females were observed only in November and January, in correspondence with the higher maturity of the males. These results suggest a probable reproductive peak with copulation in autumn-winter. Moreover, histological examination demonstrated that the ovaries of this member of the family Bythitidae had a ‘group-synchronous’ pattern. No spermatophores in males and embryos in females were observed in the histological sections analysed., La biología reproductiva de Cataetyx alleni, un pez vivíparo batial, fue descrita basándose en el examen de 34 especímenes (17 hembras y 17 machos) capturados durante las campañas experimentales de pesca de arrastre conducidas entre 800 y 1700 metros de profundidad en el sureste del mar de Cerdeña (Mediterráneo centro-occidental). Hembras y machos presentaron tallas similares. Por primera vez, la fecundación interna fue demostrada gracias al descubrimiento de espermatozoos libres dispersos en la cavidad del ovario. Basándose en análisis macroscópicos e histológicos, las hembras maduras fueron encontradas en verano, otoño e invierno, sugiriendo un periodo reproductivo muy largo. Las hembras fecundadas fueron observadas sólo durante el mes de Noviembre y Enero, conjuntamente con los machos de madurez máxima. Estos datos podrían suponer un posible máximo reproductivo con cópula durante el otoño y el invierno. Además, los exámenes histológicos demostraron que los ovarios de este Bythitidae presentan un modelo de sincronización de grupo. Ningún espermatóforo ni embriones fueron observados en las secciones histológicas analizadas.