Les cétacés, dérivé du mot latin pour baleine, « cetus », sont l’ordre des mammifères qui comprend les baleines, les dauphins et les marsouins. Les cétacés sont l’un des quatre groupes de mammifères adaptés à la vie aquatique, les autres étant les siréniens (dugongs et lamantins), les pinnipèdes (phoques et morses) et une sous-famille aquatique de mustélidés, les loutres. Comme d’autres mammifères aquatiques, les cétacés ont évolué à partir d’ancêtres terrestres.
Pendant de nombreuses années, la façon dont les cétacés ont évolué pour devenir ce qu’ils sont aujourd’hui était un mystère. Cela a duré jusqu’à la découverte d’un groupe de proto-baleines terrestres, les pakicétides, au Pakistan en 1983. Les pakicétides sont les premiers cétacés connus, vivant au début de l’Éocène, il y a environ 53 millions d’années. Leurs fossiles ont été déterrés dans une région du Pakistan qui était côtière à l’ancienne mer de Téthys, un plan d’eau connecté à l’océan mondial et très directement analogue à l’océan Indien d’aujourd’hui.
Les pakicétides sont considérés comme des cétacés en raison de trois caractéristiques révélatrices que seules les baleines possèdent : un positionnement spécifique des os de l’oreille dans le crâne, un pli dans l’os de l’oreille moyenne et la façon dont les cuspides sur les molaires de l’animal sont disposées. Ces caractéristiques peuvent sembler liwwke minuties, mais elles prouvent que les pakicétidés étaient ancestraux des baleines. Animaux terrestres carnivores, les pakicétides ressemblaient plus à des loups que tout ce que nous reconnaîtrions aujourd’hui comme des cétacés. Parce que leurs os ont été trouvés près de ce qui était autrefois de l’eau, on pense qu’ils étaient au moins semi-aquatiques.
On pense qu’une partie des pakicétides a évolué en ambulocétidés (baleines ambulantes), comme en témoigne un squelette fossile presque complet de l’espèce Ambulocetus natans, un remarquable crocodile mammifère de 3 m (10 pi) de long, considéré comme un excellent exemple de fossile chaînon manquant (de transition). Les ambulocètes, également présents au Pakistan, vivaient il y a 50 à 49 millions d’années. L’animal était clairement fortement aquatique, même s’il avait des pattes et aurait pu supporter son propre poids sur terre. L’analyse des dents a montré qu’il pouvait vivre dans des environnements d’eau douce et d’eau salée, et qu’il possédait des adaptations auditives spéciales qui lui auraient permis de bien entendre sous l’eau. Recherchez une image d’ambulocetus et vous verrez à quel point cela avait l’air étrange.
Vers la même période, les protocétides ont émergé. Les procétides, qui signifient baleines précoces, étaient un groupe complexe et hétérogène. Des fossiles ou des fragments de fossiles de protocétides ont été trouvés en Asie, en Europe, en Afrique et en Amérique du Nord. Les protocétides étaient grands, avec des pieds trapus, et commençaient à ressembler davantage aux cétacés d’aujourd’hui. Protocetus, une espèce, avait un corps semblable à celui d’un dauphin. On ne sait pas si cette famille avait des douves de la queue comme les baleines modernes, car cette partie du corps n’est pas squelettique et ne se fossilise pas bien.
Les deux premiers groupes de cétacés entièrement marins étaient les basilosauridés, dont Basilosaurus – « King Lizard », confondu avec un reptile lors de sa découverte en 1840, d’où le « saurus » dans le nom – et Dorudon. Les squelettes de Basilosaurus, aussi longs que 8 m (60 pieds), ont toujours été considérés comme fantastiques. Leur caractéristique la plus célèbre sont des membres vestigaux de 0.6 mètre (2 pieds) de long. Les fossiles de basilosauridés sont datés de 40 à 34 millions d’années et ont été trouvés en Égypte, au Pakistan et aux États-Unis.
Les basilosauridés ont finalement évolué en baleines telles que nous les connaissons aujourd’hui.