Els cetacis (Cetacea) són un infraordre de mamífers euteris de l'ordre dels artiodàctils completament adaptats a la vida aquàtica. El nom cetaci deriva del grec κῆτος, kētos, que significa ‘balena’ o ‘monstre marí’, i fou encunyat per Aristòtil per referir-se als animals aquàtics de respiració pulmonar. El seu cos fusiforme, semblant al dels peixos, és hidrodinàmic. Les potes anteriors s'han transformat en aletes, mentre que les posteriors han desaparegut com a tals, malgrat que en queden alguns ossos vestigials, no units a la pelvis i ocults dins del cos. L'aleta caudal és horitzontal i es divideix en dos lòbuls. Generalment, manquen de pèl i tenen una gruixuda capa de greix que els serveix d'aïllament tèrmic.
L'infraordre dels cetacis conté una norantena d'espècies, gairebé totes marines, excepte cinc espècies de dofins d'aigua dolça. Els cetacis vivents se subdivideixen en dos subordres, el dels misticets i el dels odontocets. Un tercer subordre, els dels arqueocets, només conté espècies extintes. Els misticets inclouen els animals més grossos del món. El rorqual blau, en concret, és l'animal més gros que ha existit mai, més, fins i tot, que els cèlebres dinosaures. En canvi, entre els odontocets hi ha els dofins i les orques, sovint criats i ensinistrats en delfinaris.
La branca de la biologia que s'encarrega de l'estudi d'aquests animals és la cetologia.
Evolució i taxonomia
La teoria tradicional de l'evolució dels cetacis sostenia que derivaven dels mesoníquids, un grup d'ungulats carnívors semblants a llops, dotats de peülles i propers als artiodàctils. Aquests animals tenien dents triangulars semblants a les dels cetacis fòssils i per això els científics cregueren durant molt de temps que les balenes i dofins derivaven d'aquest grup.
A partir de principis de la dècada del 1990, anàlisis moleculars sobre una gran quantitat de proteïnes i seqüències d'ADN indicaren que els cetacis havien de ser inclosos dins l'ordre dels artiodàctils, molt propers filogenèticament als hipopotàmids. Així, doncs, es proposà la creació del clade dels cetartiodàctils, que reuneix els artiodàctils i els cetacis. Tanmateix, poc després començà a sorgir un consens en el sentit que redefinir Artiodactyla perquè inclogués els cetacis era preferible a crear un clade de bell nou, i es recuperà l'ús d'Artiodactyla, aquesta vegada amb el mateix significat que Cetartiodactyla («artiodàctils tradicionals» + cetacis). Així, doncs, segons el punt de vista més estès, els cetacis formen part del grup dels artiodàctils, que actualment es considera monofilètic.
Un estudi del 2001 confirmà, basant-se en dades moleculars, que els cetacis no deriven dels mesoníquids, sinó que pertanyen al grup dels artiodàctils.
Es considera que el primer avantpassat dels cetacis és Pakicetus, un artiodàctil primitiu que visqué a l'Eocè, fa aproximadament 35 milions d'anys. Aquest animal mantenia alguns aspectes dels primers artiodàctils, com ara la presència de les dents triangulars que han perdut els artiodàctils moderns. L'enllaç entre Pakicetus i els cetacis és l'estructura dels ossos de l'orella. A més, les dents de Pakicetus recorden les de les balenes fòssils.
Ambulocetus fou el primer avantpassat dels cetacis a tenir una vida amfíbia i tenia potes més adaptades a la natació que no pas a moure's per terra. En canvi, un dels primers cetacis a ser completament aquàtic fou el basilosaure, que visqué fa aproximadament 38 milions d'anys. Els primers misticets, els cetotèrids, aparegueren en l'Oligocè, igual que els primers odontocets, els centriodòntids.
Els cetacis vivents estan subdividits en dos subordres:
els misticets, dotats de barbes. Les barbes són estructures presents al maxil·lar superior que serveixen de garbell i estan compostes de ceratina. Aquesta estructura permet filtrar el plàncton de l'aigua. Comprenen les famílies següents:
Balaenidae Balaenopteridae Eschrichtiidae Neobalaenidae
els odontocets, dotats de dents. S'alimenten principalment de peixos i/o calamars. Aquests cetacis tenen una capacitat excepcional per a la percepció del medi que els envolta mitjançant l'ecolocalització. Comprenen les famílies següents:
Delphinidae Monodontidae Phocoenidae Physeteridae Kogiidae Platanistidae Iniidae Ziphiidae
Morfologia Havent evolucionat d'avantpassats terrestres, els cetacis han hagut de desenvolupar adaptacions anatòmiques i fisiològiques per poder tenir una vida completament aquàtica. 321px|miniatura|Dibuix esquemàtic detallant els caràcters morfològics d'un misticet (a dalt) i d'un odontocet (a baix).
el cos és fusiforme i ha pres una forma hidrodinàmica semblant a la d'un peix; s'ha desenvolupat una aleta dorsal a l'esquena, formada per teixit conjuntiu; les potes anteriors s'han transformat en aletes pectorals i han pres forma de rem; l'extrem de la cua és pla i està format per dos lòbuls; les potes posteriors estan absents i només en queden petits ossos ocults a l'interior del cos; a dalt del cap hi ha un espiracle; els pèls desapareixen completament després dels primers mesos de vida; els pavellons auriculars estan absents; els genitals externs estan ocults a l'interior de butxaques.
Forma del cos i dimensions La forma del cos dels cetacis recorda molt la dels peixos. De fet, per evolució convergent han desenvolupat una forma de fus, hidrodinàmica, que els permet moure's amb agilitat al medi aquàtic reduint la fricció amb l'aigua. Els misticets tenen el cos més compacte que els odontocets, que són capaços de nedar a una velocitat superior.
L'infraordre dels cetacis inclou els animals més grossos que han existit mai a la Terra. Sobretot entre els misticets, les dimensions corporals són considerables; el rorqual blau pot assolir els 30 metres de llarg i és considerat l'animal més gros de tots els temps.Nowak, pàg. 205 Entre els odontocets, és el catxalot el que assoleix la mida més gran i arriba a una llargada d'uns 20 metres en els masclesNowak, pàg. 183 En canvi, el cetaci més petit de tots és la marsopa de Califòrnia, una marsopa que pot tenir una llargada d'aproximadament 140 centímetres. El misticet més petit és la balena franca pigmea, que fa uns sis metres.
La taula 1 resumeix la llargada màxima i el pes que assoleixen alguns cetacis.
+ Taula 1: Llargada i pes màxim assolits per alguns cetacis. Extret de Cetacean curriculum — American Cetacean Society Espècie Llargada (m) Pes (kg) Notes Marsopa de Califòrnia 1,2-1,5 30-55 Cetaci més petit Dofí comú 2,4 70-110 Dofí mular 3,7 150-650 Narval 5 800-1.600 Balena franca pigmea 6,5 3.000-3.500 Misticet més petit Orca 9,7 2.600-9.000 Delfínid més gros Iubarta 13,7-15,2 25.000-40.000 Catxalot 14,9-20 13.000-14.000 Odontocet més gros Rorqual blau 30 110.000 Animal més gros de tots
Pell Com en tots els mamífers, la pell dels cetacis es compon d'epidermis, dermis i hipodermis.
L'epidermis està constituïda per un epiteli pavimentós pluriestratificat, és entre deu i vint vegades més gruixuda que la dels mamífers terrestres i la seva capa més externa es renova unes dotze vegades al dia.
La dermis està constituïda per teixit conjuntiu fibrós i manca de fol·licles pilosos i glàndules sebàcies.
La hipodermis forma la capa adiposa i està constituïda per teixit conjuntiu lax ric en adipòcits i fibres de col·lagen. La seva funció és evitar la dispersió de la calor i servir com a substància de reserva.Berta et al., 134
La superfície de la pell d'alguns odontocets presenta algunes «crestes cutànies», sovint visibles fins i tot a ull nu i distribuïdes arreu del cos, tret del cap i, en algunes espècies, la regió ventral. La seva funció encara no és clara; es creu que podrien estar implicades en la recepció d'estímuls tàctils, que podrien tenir una funció hidrodinàmica, o totes dues coses.
La pell del cap i de les aletes pectorals de moltes balenes està colonitzada per una sèrie de paràsits cutanis, sobretot ciàmids, coneguts com a polls de balena, i paràsits toràcics dels gèneres Coronula, Cryptolepas, Conchoderma, Xenobalanus i Tubicinella. Mentre que els «polls» poden interferir amb els receptors sensorials de les balenes i alimentar-se de la seva pell, no sembla que els toràcics causin cap mal als cetacis.Berta et al., pàg. 140
Aletes Aleta dorsal miniatura|Aleta dorsal d'una orca (Orcinus orca). miniatura|Aleta caudal d'un catxalot. Gairebé tots els cetacis presenten a l'esquena una aleta dorsal formada per teixit conjuntiu. La seva funció és donar estabilitat a la natació per a evitar que l'animal pugui bolcar-se durant els desplaçaments laterals veloços. Aquesta aleta està absent en els animals que viuen a les regions polars, com els narvals, les belugues i les balenes de Groenlàndia, car no els permetria nedar àgilment sota el glaç.
L'aleta dorsal presenta formes i mides diverses en les diferents espècies de cetaci: pot ser amb forma de falç, triangular o arrodonida. Aquesta característica és útil per identificar les espècies. A més, com que l'aleta sovint està coberta de rascades, talls i cicatrius, és utilitzada pels investigadors per a la fotoidentificació, una tècnica que permet reconèixer els individus d'una espècie mitjançant les fotografies de característiques anatòmiques.
Aleta caudal La cua dels cetacis està formada per dos lòbuls de teixit connectiu, anomenats flukes, que formen l'aleta caudal. A diferència de la dels peixos, en els cetacis aquesta aleta és horitzontal i es mou de dalt a baix. Aquesta característica permet distingir a primera vista un cetaci d'un peix. La cua serveix com a mitjà de propulsió gràcies al seu moviment vertical.
També en aquest aspecte les mides varien entre les diferents espècies, de manera que aquesta característica es pot fer servir per identificar espècies, sobretot les de grans dimensions.
Aletes pectorals miniatura|esquerra|Aleta pectoral d'una iubarta. En els cetacis, les potes anteriors s'han convertit en aletes pectorals. A diferència de les aletes dorsal i caudal, les aletes pectorals són sostingudes per ossos homòlegs als de les potes anteriors dels mamífers terrestres. La funció d'aquestes aletes és proporcionar estabilitat a la natació i permetre els desplaçaments laterals.
Les aletes pectorals també varien en forma i mida, i l'habilitat nedadora de les diferents espècies depèn d'aquesta característica. Les espècies amb aletes petites en relació amb la superfície corporal, com els rorquals blaus, s'especialitzen a nedar lentament en mar oberta, mentre que les espècies amb aletes més grans són capaces de nedar més ràpidament i de maniobrar amb més agilitat. Les aletes més grans són les de la iubarta, que assoleixen una llargada igual a un terç, aproximadament, de la llargada de l'animal. Les grans dimensions d'aquestes aletes ajuden l'animal a fer maniobres acrobàtiques per capturar preses.
Potes posteriors Totes les espècies de cetaci manquen de potes posteriors, de les quals només queden petits ossos vestigials a l'interior del cos que no estan units a la columna vertebral. Durant el desenvolupament embrionari, però, tots els cetacis presenten esbossos d'aquestes potes, la regressió posterior de les quals es deu a causes encara desconegudes.
El 2006, pescadors japonesos capturaren un dofí mular que presentava un parell d'aletes situades a la regió caudal. Els investigadors pensen que representen una prova més del fet que els cetacis evolucionaren d'avantpassats terrestres i que l'evolució havia fet desaparèixer les potes posteriors. En aquest dofí mular, una mutació feu reemergir un caràcter perdut fa milions d'anys.
Rostre La mandíbula i la maxil·la són allargades i formen una estructura semblant a un bec, anomenada musell, que és bastant visible en els delfínids, mentre que en els misticets és pràcticament invisible.