Sistematica e percorso evolutivo

All'interno della classe Mammalia (che comprende tutti i mammiferi), balene, delfini e focene sono chiamati collettivamente cetacei e raggruppati all'interno dell'ordine Cetacea.

I progenitori dei cetacei erano mammiferi terrestri. Se da un lato gli adattamenti che nel corso dell'evoluzione hanno permesso ai cetacei di condurre con successo una vita completamente acquatica, dall'altro hanno balene, delfini e focene completamente inadatti all'ambiente terrestre.

Gli spiaggiamenti e le loro conseguenze, spesso drammatiche, sono la testimonianza di quanto la terraferma sia ora un ambiente completamente ostile ai cetacei.

L'animale non cetaceo geneticamente più simile ai cetacei è l'ippopotamo, a testimonianza del fatto che, nella loro storia evolutiva, cetacei e ippopotami condividono un progenitore comune. Questa similarità si estende a tutti gli animali appartenenti all'ordine Artiodactyla, quali per esempio il cervo, il cammello e la mucca. Caratteristica comune agli artiodattili è un numero pari di dita.

Esiste una solida base di evidenza a supporto dell'ipotesi che cetacei e artiodattili condividano un progenitore comune recente, più recente di qualunque altro progenitore che li metta in relazione con altri gruppi. Per questo, a livello tassonomico, è stato proposto di creare un nuovo ordine chiamato Cetartiodactyla.

Caratteristiche generali

I cetacei sono caratterizzati da un corpo fusiforme che li rende idrodinamici, caratteristica indispensabile per muoversi velocemente in acqua, un mezzo che è circa 800 volte di denso dell'aria.

Tutte le balene, i delfini e le focene sono dotati di pinne pettorali, una modifica evolutiva degli arti anteriori, di cui possiedono ancora tutte le ossa (comprese le dita).

Gli arti posteriori, inutili in ambiente acquatico, sono completamente scomparsi a un esame superficiale e quasi completamente scomparsi a un esame più approfondito.

A testimonianza del loro passato da mammiferi terrestri, infatti, sono ancora presenti ossa vestigiali degli arti posteriori, non più connesse allo scheletro e non funzionali.

La pinna caudale, divisa in due lobi, costituisce il sistema di propulsione dei cetacei ed è disposta orizzontalmente, muovendosi su e giù durante il nuoto.

Sebbene il pelo sia una caratteristica tipica dei mammiferi (e i cetacei sono mammiferi), una pelliccia non è la soluzione migliore per conservare il calore corporeo in acqua, soprattutto se non è possibile tornare sulla terraferma di tanto in tanto per cambiarla.

Molto più efficace è la presenza di uno spesso pannicolo adiposo, cioè uno strato di grasso sottocutaneo che isola dall'ambiente esterno. In inglese, il tessuto adiposo sottocutaneo dei cetacei è spesso chiamato blubber.

Mammiferi marini a tempo pieno

I cetacei passano l'intera esistenza in acqua. E' una caratteristica che, tra i mammiferi marini, condividono solo con i Sirenidi (dugonghi e lamantini). Tutti gli altri animali definiti come mammiferi marini, quali pinnipedi, orso polare e lontra marina, ritornano periodicamente sulla terraferma in qualche momento della loro vita, tipicamente per riprodursi, partorire, allattare i propri piccoli e... cambiare la pelliccia!

Cetacei con i denti e con i fanoni

E' un'ottima idea dividere i cetacei che abitano attualmente il nostro pianeta in 2 grandi gruppi, che corrispondono a due sottordini dell'ordine Cetacea (in realtà esiste un terzo sottordine, Archaeoceti, che comprende solo animali estinti):

• Mysticeti (cetacei dotati di fanoni)
• Odontoceti (cetacei dotati di denti)

Tutti i delfini e le focene, così come il capodoglio, gli zifidi, il narvalo, il beluga e molte altre specie sono odontoceti, cioè dotati di denti.

Al contrario, balene e balenottere sono misticeti e non sono dotati di denti. Al posto dei denti hanno i fanoni, placche di cheratina che pendono dalla mascella superiore. Essendo parzialmente sovrapposti, i fanoni funzionano come un setaccio, permettendo ai misticeti di filtrare grandi quantità d'acqua e trattenere nel cavo orale lo zooplankton (tipicamente krill o copepodi) e/o piccoli pesci, che possono quindi essere ingeriti.

Come respirano i cetacei?

Come tutti i mammiferi, noi inclusi, i cetacei respirano aria. Lo fanno quando tornano in superficie dopo un'immersione più o meno profonda, attraverso strutture anatomiche che corrispondono alle nostre narici e che chiamiamo sfiatatoi.

I misticeti possiedono 2 sfiatatoi mentre gli odontoceti sono dotati di un singolo sfiatatoio.

Contrariamente a noi e a molti altri animali, i cetacei non sono in grado di respirare attraverso la bocca, indubbiamente un vantaggio per tenere lontana l'acqua dal sistema respiratorio mentre si mangia.

Come nuotano i cetacei?

Balene, delfini e focene utilizzano la pinna caudale come sistema di propulsione. Contrariamente ai pesci, in cui la coda è disposta verticalmente e si muove a un lato all'altro, la coda dei cetacei giace in un piano orizzontale ed è mossa alternativamente verso l'alto e verso il basso durante il nuoto.

I muscoli si contraggono quando la coda viene alzata e si rilassano (sono quindi a riposo, o quasi) quando viene abbassata. Il moto della coda dei cetacei è definita come oscillazione caudale, in opposizione all'ondulazione caudale, tipica dei pesci.

Come comunicano balene e delfini?

I cetacei comunicano principalmente producendo una moltitudine di suoni, quali click, fischi, ecc. I misticeti utilizzano spesso basse frequenze, sotto la soglia udibile da noi umani (< 20Hz) e non sembrano essere dotati di un biosonar.

Gli odontoceti, al contrario, fanno uso dell'ecolocalizzazione, sono cioè dotati di un sonar naturale che consente loro di investigare l'ambiente circostante, incluse prede, predatori, altri membri del gruppo e le caratteristiche del fondale.