從解剖學的觀點看來,鲸類的許多特質都顯現了對于海洋中生活的高度适應。然而,解剖學上的證據,并不足以解答許多有關鲸類起源的問題。但是從生化與遺傳學的角度來看,鲸類與有蹄類動物關系較近,且化石記錄(約5000萬年前)也支持鲸類是由有蹄類動物演化而來。
鲸類的祖先,極可能是産于北美、歐洲與亞洲的陸栖有蹄類動物——中爪獸科(中獸科,Mesonychidae)。中爪獸的成員有的嬌小如家犬,也有的高大如熊,但是許多動物的演化過程都是由小而大,因而鲸類有可能是由小型的中爪獸演化而來。根據推測,這些齒數不多,在淺水區捕魚的中爪獸,經由逐漸轉變為水陸兩栖的生活形式後,再于漫長的演化過程中變成的各種鲸與海豚。
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