לווייתנאים

מראה חיצוני של הלווייתן

באופן כללי ניתן לומר כי גופם דמוי הפלך של הלווייתנאים מזכיר בצורתו החיצונית את גופם של הדגים, וזאת על אף שאין קרבה ישירה בין הלווייתנאים – יונקים הומיאותרמיים - לבין הדגים, שהם בעלי חיים הטרותרמיים. דמיון זה בצורת הגוף מקורו באבולוציה מתכנסת: כיוון שגם הדגים וגם הלווייתנאים חיים בסביבת-מחיה זהה, לחצים אבולוציוניים הקשורים בשחייה יעילה וחסכונית הביאו לכך שגופם התפתח בצורה דומה פחות או יותר. כך, רגליהם הקדמיות של הלווייתנאים השתנו בהדרגה לסנפירים; רגליהם האחוריות נעלמו ונותר להן זכר רק כאיברים שרידיים מנוונים; בזנב התפתח סנפיר זנב מאוזן המחולק לשתי אוּנוֹת, שהפך לאבר התנועה הראשי במים; חוש הריח שלהם אבד או שהוא אינו מפותח היות שאין בו צורך במים; שער גופם נעלם (למעט זיפים בודדים אצל דולפין האמזונאס); עורם חסר בלוטות, למעט בלוטות חלב שמפרישות חומר המשמן את העור ומקטין את החיכוך עם המים; שכבת שומן עבה מפרידה בין גופם לבין המים הקרים; התפתחו אצלם שסתומים המאפשרים סגירה הרמטית של פתחי הנשימה בעת צלילה; אפרכסות האוזניים התנוונו והעיניים קטנות יחסית ואינן בולטות; ועוד. למרבית מיני הלווייתנאים גם סנפיר גבי, שצורתו שונה בין המינים השונים.
צורת הגוף והסנפירים של הלווייתנאים מסייעת ללווייתנאים לנוע במים בצורה קלה. אצל כל מיני הלווייתנאים, הרגליים האחוריות והאגן מנוונים מאוד. רגליים אחוריות, בדומה לשיער או אפרכסות אוזניים, היו מפריעות ללווייתנאים לנוע בצורה חלקה במים עקב הגדלת חיכוך וערבול. גם איברי המין של הזכר והפטמות של הנקבה חבויים בתוך כיסי עור. במרבית המקרים, הצד העליון של גופם של הלווייתנאים אפור, כחלחל או שחור ואילו הגחון בהיר יותר. ישנם גם יוצאי דופן, דוגמת הלבנתן, שזכה לשמו מפני שכל גופו לבן. ראשם של כל הלווייתנאים גדול יחסית לגופם; הראש גדול במיוחד אצל לווייתני המזיפות, שהלסת שלהם גדולה במיוחד, אולם הלווייתן בעל הראש הגדול ביותר ביחס לגופו הוא דווקא הראשתן גדול-הראש המשתייך ללווייתני השיניים, שראשו מגיע לשליש מאורך גופו.
במקום נחיריים בקדמת החרטום יש ללווייתנאים פתח נשימה בחלק העליון של ראשם. אצל לווייתני השיניים יש פתח נשימה יחיד, ואצל לווייתני המזיפות – כפול. פתחי הנשימה נדדו במהלך האבולוציה לחלק העליון של הראש, וכך הלווייתנאים יכולים לעלות לנשום אוויר תוך כדי שחייה, כאשר גופם וראשם נשארים חבויים במים. כאשר הם שבים מצלילה, הלווייתנאים מזרימים דרך פתח הנשיפה סילון אוויר דל בחמצן ועשיר בפחמן דו-חמצני (תוצר של תהליך הנשימה), אשר במינים גדולים נראה למרחוק. סילון זה מכיל גם אדי מים המתעבים במעבר מטמפרטורת הגוף החמה לאוויר הקר. מיני הלווייתנים השונים נושפים סילונים אלו בצורות שונות מעט, ולכן ניתן לעיתים להסתמך על מאפייני הסילון כדי לזהות מרחוק את מין הלווייתן הספציפי. בחלק הקדמי של ראשם של לוייתני השיניים מצוי איבר אליפטי בשם מלון המכיל חומר שמנוני המסייע ללווייתנאים בריכוז אלומות גלי הקול שהם פולטים. אצל הראשתן גדול-הראש איבר זה גדול במיוחד, ומכיל חומר יקר-ערך הקרוי סְפֶּרְמָצֶטִי (מילולית "זרע הלווייתן").
מספר השיניים של לווייתני השיניים משתנה בין מין למין, החל מבני משפחת לווייתני המקור, שלזכרים שבהם שתי שיניים בלבד (לנקבות אין שיניים כלל), ועד הדולפיניים שלהם עשרות שיניים בכל חצי לסת, הדומות מאוד זו לזו. לחדשן חט מוארך העשוי להגיע לאורך של שלושה מטרים, ולעיתים מסווג אף הוא כשן. לווייתני המזיפות הם חסרי שיניים, ובמקום זאת פיהם הגדול מכיל שורה של מזיפות קרניות דמויות שיער המסננות את הפלנקטון מהמים. מתחת לעורם של הלווייתנאים רקמה עבה הספוגה בשומן; במינים מסוימים, עובייה של שכבה זו יכול להגיע לחצי מטר. לשכבה זו שלושה תפקידים: בידוד גוף הלווייתן מהמים הקרים, הענקת צורה הידרודינמית שמקלה על התנועה במים ושימוש כמאגר אנרגטי בפרקי זמן שבהם אספקת המזון דלה. באופן טבעי, עורם של רוב הלווייתנאים חלק (כדי לאפשר תנועה חלקה במים), אולם על גופם של לווייתנאים רבים – ובייחוד לווייתני מזיפות גדולים – חיים טפילים, כגון בלוטי ים וכיני לווייתנים, הגורמים לעור להראות מחוספס או גבשושי. יוצא דופן בעניין זה הוא הראשתן גדול-הראש, שעורו גבשושי באופן טבעי.

תפוצה ונדידה

מיני הלווייתנאים השונים נפוצים בכל האוקיינוסים שבכדור הארץ. חלק מהמינים שוחים לעיתים גם לדלתות של נהרות, ומינים מסוימים אף חיים בנהרות עצמם. רק שלושה מינים, המשתייכים לעל-משפחת דולפיני הנהרות, חיים באופן בלעדי במים מתוקים. למינים מסוימים, דוגמת הלווייתן הכחול, הלווייתן גדול-הסנפיר והקטלן תפוצה כלל-עולמית כמעט החופפת גם עם תפוצתם של מיני לווייתנאים אחרים, בעוד שלמינים אחרים תפוצה מוגבלת יותר, דוגמת הלבנתן שנפוץ באזור הקוטב בלבד, או דולפין הנהרות הסיני שחי עד לא מזמן ביאנגצה בלבד, וכנראה נכחד. תפוצתם של חלק מהלווייתנאים מוגבלת לחצי הכדור הצפוני או הדרומי, או לאוקיינוס מסוים. גם בין הלווייתנאים החיים באוקיינוסים, ישנם כאלה המטיבים לצלול לעומקים ומתרחקים מהחופים, וישנם כאלה המעדיפים מים רדודים ואזורים חופיים או מדפי יבשת.
בחופי ישראל נצפו כ-16 מינים שונים של לווייתנאים, רובם לווייתני שיניים ממשפחת הדולפיניים ומיעוטם לווייתני שיניים אחרים כגון ראשתן גדול-ראש וזיפיוס חלול-חרטום ו3 לווייתני מזיפות: לווייתן אפור, לווייתן גוץ ולווייתן מצוי. שלושה מינים מצויים בחופי ישראל רק במפרץ אילת: סטנלה ברודה, דולפינן אנקולי וסטנלה ארוכת-חרטום. עמותת מחמל"י (מרכז חקר, מידע וסיוע ליונקים ימיים בישראל) מחלקת את הלווייתנאים הנראים בחופי ישראל לשלוש קטגוריות: מאכלסים - מינים שביססו אוכלוסייה יציבה באזור; פוקדים - מינים ששוהים לחופי ישראל לתקופה מסוימת, בגלל מזון או סיבות דומות; ותועים - לווייתנאים שאינם מצויים בדרך כלל באזור, והפרטים המתגלים נמצאים בדרך כלל במצב ירוד.
מיני לווייתנאים רבים נוהגים לנדוד בדפוסים קבועים פחות או יותר. לווייתני המזיפות עוברים מרחקים עצומים מדי שנה בעודם נודדים מאזור קו המשווה, שם הם מתרבים, כדי לבלות את האביב ואת הקיץ באזורים קרים יותר, בסביבות קוטב הצפוני או הדרומי. במהלך הנדידה נוטים חלק מהלווייתנאים לשחות לצד החוף, והדבר מאפשר לבני האדם לצפות בהם בקלות. באזורי הקטבים נמצאות באביב ובקיץ כמויות גדולות של פלנקטון (פיטופלנקטון וזואופלנקטון כאחד), ובייחוד סרטנאים זעירים הנקראים קריל, מקור תזונתם העיקרי של לווייתני המזיפות. רבים מלווייתני המזיפות אוכלים רק בעונות אלו, בהיותם באזורי הקטבים, ואילו בחורף הם מתקיימים על מאגרי השומן שצברו. נראה שהלווייתנים מסתמכים, בין השאר, על השדה המגנטי של כדור הארץ כדי למצוא את דרכם במהלך הנדידה. כאמור, במהלך הנדידה יכולים הלווייתנאים לעבור מרחקים עצומים; לדוגמה, הלווייתן גדול-הסנפיר עובר עד 25,000 קילומטרים מדי שנה , והלווייתן האפור - עד 22,000 קילומטרים.
לא כל האוכלוסיות של מיני לווייתני המזיפות השונים נודדות למרחקים ארוכים, וחלקן נשארות פחות או יותר באותו אזור למשך השנה כולה. הגם שהאכילה מתבצעת באזורי הקטבים השופעים פלנקטון, הרי שלעת הסתיו נודדים לווייתני המזיפות לאזורים חמים יותר ומתרבים שם, משום שאקלים זה נוח יותר עבור הגורים הצעירים. לווייתני השיניים אינם מציגים דפוסי נדידה כלשהם, להוציא את הראשתן גדול-הראש, הנודד למרחקים גדולים מקו המשווה. אף על פי כן, חלק ממיני לווייתני השיניים נודדים בצורה לא קבועה בהתאם לעונה, לזמינות המזון, למצבם החברתי וכיוצא בזה. חלק מהלווייתנאים נודדים לבדם או נפגשים מעת לעת עם פרטים אחרים ממינם, ואילו חלקם נודדים בקבוצות או בזוגות.
רוב הלווייתנאים אינם נתונים לאיום משמעותי מצד טורפים, בשל ממדיהם, מהירות שחייתם או אופיים החברתי (השחייה בלהקות גדולות). הטורפים הטבעיים העיקריים של הלווייתנאים הם מיני כרישים שונים הנוטים לתקוף לווייתנאים קטנים, והלווייתן הקטלן (אורקה), שאינו מהסס לצוד מיני לווייתנאים אחרים. עם זאת, גם הקטלן לא יכול לצוד לווייתני מזיפות זכרים בוגרים, והוא בדרך כלל מתמקד בנקבות קטנות, בגורים או בפרטים זקנים. דובי קוטב צדים לעיתים לווייתנאים החיים באזורי מחייתם, דוגמת לבנתנים, וגם ניבתנים עשויים לתקוף לווייתנאים צעירים.
החפת לווייתנים (מלשון חוף) היא תופעה במסגרתה לווייתנאים עולים אל חוף הים ומתים אם אינם מצליחים לחזור למים – כתוצאה מהתייבשות, מחנק הנגרם מכיוון שמשקל הגוף איננו נתמך במים, או מדימום. לעיתים בני אדם מסייעים ללווייתנאים העולים אל החוף בכך שהם מרטיבים את גופם ומנסים להחזירם לים בשעת הגאות. הסיבה לתופעה איננה ידועה, והועלו השערות שונות כהסבר אפשרי – ההסברים העיקריים תולים את העלייה לחוף בפגמים בכושר הניווט של הלווייתנים הנובעים משינויים בשדה המגנטי או מסונאר מעשה ידי אדם. החפות לווייתנאים התרחשו לאורך כל ההיסטוריה האנושית המתועדת, גם כאשר סונאר ומתקנים דומים לא היו בשימוש, אולם בעת העתיקה לא תועדו כלל החפות המוניות אלא רק החפות של פרטים בודדים. לכן נראה שחלק מהחפות הלווייתנאים נובעות מסיבות טבעיות, כגון טעויות ניווט, ציד קרוב מדי לחוף, מזג אוויר קשה, דלקות או חולשה כתוצאה מגיל מבוגר. בשל הלכידות החברתית, לעיתים פרט אחד או יותר הנמצאים במצוקה ועולים לחוף גוררים אחריהם גם את שאר חברי הלהקה, ומסיבה זו ההחפה ההמונית נפוצה פחות אצל לווייתנאים לא חברותיים.

תזונה

הלווייתנאים כולם הם טורפים הניזונים מיצורים חיים, אך רובם - למעט הקטלן והראשתן גדול-הראש - מתקיימים על בעלי-חיים קטנים יחסית. קיימים הבדלים משמעותיים בין מאפייני התזונה של לווייתני השיניים ושל לווייתני המזיפות – הבדלים הנובעים מההסתגלויות (אדפטציות) ההתנהגותיות והגופניות של בעלי חיים אלה. לווייתני השיניים, שהם בעלי שיניים חדות, צדים את טרפם הכולל בדרך כלל דגים בממדים שונים וכן רכיכות דוגמת דיונונים. לווייתני המזיפות, לעומת זאת, הם חסרי שיניים, ובמקום זאת יש להם מזיפות ארוכות ומנוצות, דרכן הם מסננים יצורים קטנים. חרף ממדיהם הגדולים, לווייתנאי המזיפות ניזונים בעיקר מסרטנאים זעירים המכונים פלנקטון, אך למרות זאת הם לא יהססו לאכול גם דגים קטנים או דיונונים המתלהקים בלהקות. מרבית לווייתני השיניים משתמשים באיכון הד למציאת טרפם.
לווייתני המזיפות שוחים אל אזורים העשירים בפלנקטון או בדגים קטנים, פוערים את פיהם ושוחים או גחים דרך מצבורי הפלנקטון. כתוצאה מכך הם גומעים לחלל הפה כמויות גדולות של מי-ים, יחד עם כמות לא קטנה של פלנקטון. לאחר מכן, הם סוגרים את פיהם ובעזרת שרירי הלוע והלשון דוחפים את המים, והמזיפות משמשות להן כמסננת שמי-הים יוצאים דרכה החוצה, ואילו הפלנקטון נשאר בפה ונבלע. ציד הפלנקטון עשוי להתבצע קרוב לפני המים, בעומק הים, ואצל מינים מסוימים – דוגמת הלווייתן האפור – אף על קרקעית הים. הודות לאינטליגנציה שלהם, פיתחו חלק ממיני הלווייתנאים שיטות ייחודיות לתפיסת טרפם, המסתמכות על כישוריהם הגופניים ועל שיתוף-פעולה בין חברי הלהקה. על הפלנקטון והדגים שאוכלים לווייתני המזיפות לענות על כמה דרישות: הם צריכים להימצא במספרים ובריכוזים גדולים מספיק כך שיספקו את רעבו של הלווייתן (פרט בוגר אוכל עד מיליונים מדי יום); הם צריכים להיות גדולים מספיק כדי לא לעבור דרך המזיפות אל הים יחד עם המים; והם צריכים להיות קטנים מספיק כך שלא תהיה להם המהירות הנדרשת לבריחה.
כך, לדוגמה, הלווייתן גדול-הסנפיר ומינים נוספים של לווייתנאים מסוגלים ללכוד כמויות גדולות של דגים בעזרת "רשת בועות" שהם יוצרים במים. קבוצת לווייתנים יורדת אל מתחת למים ונושפת אוויר שגורם להיווצרות מסך בועות, מה שיוצר מעין מחסום חזותי עבור הדגים. לאחר מכן היא שוחה לעבר הטרף, ובו-בזמן לווייתן או קבוצת לווייתנים אחרת מפיקים צלילים גבוהים שמאיצים בדגים לשחות לעבר המחסום. קולות רמים אלה מושמעים לרגעים ספורים בתדירות כמעט קבועה. כאשר מסך הבועות הגלילי נסגר סביב להקת הדגים, הלווייתנים השוחים מתחת ללהקה מזנקים יחד במאונך דרך הדגים ומחוץ למים, ובולעים כמויות גדולות של דגים או סרטנאים בפעם אחת. מיני דולפינים מסוימים, דוגמת הסוסא הגיבן (Sousa chinensis) או הדולפינן, מסתמכים אף הם על שיתוף פעולה בעת הציד: קבוצת דולפינים מאתרת קבוצת דגים באזורי מים רדודים, ואז הודפת אותם יחד עד לחוף ואוכלת אותם. בשיטת תקיפה זו יש סיכון, משום שהלווייתנאים עלולים להיתקע על גדת הנהר. גם הקטלן משתמש בשיטה דומה, והוא עולה כמעט בכל גופו על חוף הים על מנת לתפוס טורפים ימיים שונים – בייחוד כלבי ים.
לווייתני השיניים, שרובם (מלבד יוצאי דופן דוגמת הראשתן גדול-הראש או הקטלן) אינם גדולים כמו לווייתני המזיפות, ניזונים במשך כל השנה כולה. תזונתם של לווייתני המזיפות, לעומת זאת, מתבססת בעיקר על ריכוזי פלנקטון המצוי באביב ובקיץ בכמויות גדולות באזורים הקרים יותר של כדור הארץ – בעיקר סמוך לקטבים. כיוון שכך, מרבית לווייתני המזיפות מבצעים נדידה שנתית בין שדות-טרף סמוך לקוטב הצפוני או הדרומי ובין אזורי הרבייה הסמוכים יותר לקו המשווה. בעת שהותם בשדות הטרף הם בונים מאגרי שומן גדולים מתחת לעורם, ובחורף הם מסתמכים בעיקר על מאגרי-שומן אלו וכמעט שאינם אוכלים. מובן שלגורים הצעירים הנולדים באזורים החמים יותר (ולא צברו שומן באזורי הקטבים) אין הדבר מהווה בעיה, משום שכשאר היונקים הם ניזונים מחלב אמם. כיוון שלווייתני המזיפות הם בעלי-חיים גדולים מאוד, עליהם לצרוך כמויות נכבדות של פלנקטון על-מנת לשרוד. כך, לדוגמה, הלווייתן המצוי יכול לצרוך כ-1,800 קילוגרמים של מזון ביום; הלווייתן הצפוני – כ-900 קילוגרמים; והלווייתן הכחול – הגדול שבמיני הלווייתנים – כ-3,600 קילוגרמים. בהתחשב בממדיהם הזעירים של הפלנקטון, פירוש הדבר שלווייתני המזיפות אוכלים מספר פרטים עצום של פלנקטון מדי יום.

מבנה חברתי

בעוד שחלק מהלווייתנאים, כמו דולפין האמזונאס, חיים בגפם, מינים אחרים פיתחו מבנים חברתיים, פשוטים ומורכבים כאחד. לווייתני המזיפות, למשל, נוטים לחיות בקבוצות קטנות וזמניות, שבהן הקשרים בין הפרטים רופפים: הפרטים עשויים להתקבץ לקבוצה מסוימת ברגע מסוים, וברגע אחר הם יתפזרו או שיתקבצו לקבוצות אחרות. לווייתני השיניים, לעומת זאת, נוטים להציג ארגונים חברתיים מורכבים להפליא, המתקיימים למשך פרקי זמן שונים, גם לאורך שנים. המבנים החברתיים של שלושה מינים: דולפינן מצוי, קטלן וראשתן גדול-ראש נחקרו היטב. שלושת המינים הציגו דגמים חברתיים שונים, כך שלא ניתן למצוא מבנה חברתי המשותף לכל לווייתני השיניים. למשל, בלהקות של כמה מהם עשויים להיות עשרות, מאות ואף אלפי פרטים. הקשרים החברתיים בין לווייתני השיניים הם חזקים ונמשכים זמן רב. חלק מלווייתני השיניים, כמו הקטלנים (אורקות), יוצרים מבנים בהם קיימת היררכיה ברורה. אצל הראשתנים גדולי-הראש ניתן לצפות בסוגים רבים של קבוצות: להקות של אמהות וגוריהן, להקות של זכרים "רווקים", להקות של זכרים בוגרים. הגם שקשרים אלו הם ארוכי טווח, בחיי היום-יום קשרים אלו נזילים ומראים דגם של "פיזור - ליכוד" (Fission - Fusion). לעיתים ניתן לראות לווייתנאים הנעים בקבוצות המכילות פרטים ממינים שונים. דוגמה בולטת לכך היא הקבוצות המעורבבות של המינים לווייתן דלוע-ראש ודולפין פראסר.
המבנה החברתי נוצר בין היתר בעקבות לחצי ברירה אבולוציוניים והוא מספק הגנה לפרטיו. כשאחד הראשתנים גדולי-הראש נפצע, לדוגמה, יקיפו אותו יתר חברי הלהקה במבנה מגונן הקרוי "חרצית" (Marguerite), ויהלמו בזנבותיהם החזקים לבלימת אויביהם (ראו תמונה משמאל). דוגמה נוספת לכך היא הצלילה המתוזמנת שמבצעות נקבות הראשתנים גדולי-הראש כאשר בלהקה נמצא גור: כשאין גורים, הנקבות כולן תצלולנה באותו זמן על מנת למצוא מזון; כאשר נמצא גור אחד או יותר בלהקה, ואמו חייבת לצלול על מנת לאכול, חלק מהנקבות יישאר בסמוך לגורים ולפני המים על מנת לשמור עליהם. הקשרים החברתיים עשויים להניב שיתוף פעולה מוצלח בהשגת מזון. למשל, הקטלנים (אורקות) לעיתים משתפים פעולה בצורה יוצאת דופן. הם מוציאים את פלג גופם העליון מהמים ומאתרים כלבי-ים הנחים על גושי קרח צפים. ברגע שהם מוצאים אחד, קטלן אחד הולם בזנבו וגורם להפלת כלב-הים מגוש הקרח. באותו זמן, קטלן אחר אורב לכלב-הים על מנת לתפוס אותו כשייפול. בנוסף, גם הזכרים עשויים ליצור קשרים או בריתות בינם ובין עצמם, שמטרתם שיפור סיכויי ההזדווגות והאבהות.

רבייה ומחזור חיים

חלק גדול מטיבם ומטבעם של הלווייתנאים עודנו שרוי במסתורין, בעיקר מהסיבה שאלו בעלי חיים שקשה לחקור וללמוד. מרבית המינים שנחקרו הציגו יחסים פוליאנדריים, פוליגיניים או פוליגיננדריים (ראו כאן). גודלם הרב של אשכיהם של כמה לווייתנאים (למשל הלווייתן קשות הראש) מלמד על תחרות זרע בין הזכרים (נפח השופכה הגדול שופך החוצה את תכולת הזרע מהזדווגות קודמת) ועל פעולתו של לחץ ברירה. לעיתים, כפי שקורה אצל האובלנה הצפון-אטלנטית, נוהגי החיזור ניתנים לצפייה מפני המים. אצל מין זה, מספר זכרים מתקהלים סביב נקבה אחת ונאבקים על מיקום טוב בפעילות המינית שסביבה. הנקבה עשויה להזדווג עם מספר זכרים ברציפות, ואף עם שניים בו-זמנית .
איברי המין של הזכרים ופטמות הנקבות מוצנעים על מנת לשמור על צורתו ההידרו-דינמית של הגוף. כך, הפין של הזכרים מונח על החלק התחתון של חלל הבטן, לרוב בצורה מפותלת. הוא מוחזק שם על ידי שריר מיוחד, והוא נזקף אל מחוץ לגוף על ידי גדישתו בדם. הפין נייד למדי, והוא משמש לעיתים קרובות כאיבר חישה במגוון של אינטראקציות חברתיות. באופן דומה, גם הפטמות של הנקבות מצויות בתוך שני כיסי עור. מינים מסוימים של לווייתני שיניים, דוגמת הדולפינן, מפגינים התנהגות מינית ביסקסואלית בטבע ובשבייה כאחד.
מצגי החיזור של הלווייתנאים מורכבים ומרשימים, וכוללים לרוב השמעת קולות והצגת מפגנים אקרובטיים. בחלק מהמינים, לאחר החיזור הזכר והנקבה שוחים יחדיו במשך שעות רבות ואף ימים, במהלכם הם יגעו זה בזו וילטפו זה את זו. ההזדווגות נעשית בטן אל בטן, אופקית או אנכית, והיא קצרה מאוד - לא יותר מ-20 שניות. הנקבה ממליטה גור אחד מדי שנה אחת עד שש שנים, לאחר 8 עד 17 חודשי היריון. המלטת הגורים נעשית לרוב בעונה החמה. הגורים נולדים ב"לידת עכוז" או "לידת זנב" (הזנב יוצא ראשון), כאשר חור הנשימה (Blowhole) יוצא אחרון, כנראה על מנת למנוע שאיפת מים עם היציאה למים. על הגורים לעלות אל פני המים על מנת לנשום את נשימתם הראשונה (לעיתים בסיוע האם או נקבות אחרות) ולשחות מהרגע הראשון לאחר לידתם. על פי רוב, גורי הלווייתנים גדולים יותר יחסית לאמם בהשוואה ליונקי היבשה. לעובדה זו תפקיד חשוב בשמירה על חום גופו של הגור, שכן ככל שנפח גופו של הפרט גדל, היחס בין שטח הפנים לנפח קטֵן, וכך איבוד החום לסביבה קטן.
נקבות הלווייתנאים מיניקות את גוריהן במשך שישה חודשים (לווייתני מזיפות רבים) ועד למעלה משנתיים (לווייתני שיניים רבים: מקרה שיא הוא שנמצא חלב בבטנם של מספר ראשתנים גדולי-ראש שגילם 13 שנים). יצוין, כי במינים החברותיים יותר, כמו הראשתן גדול-הראש, הגורים עשויים לינוק גם מנקבות אחרות חוץ מאמו, שלרוב קשורות אליו בקשר משפחתי ("סבתא" למשל). הדאגה האימהית כה חזקה במינים מסוימים, עד כי ציידי לווייתנים כינו את הראשתנים גדולי-ראש ואת הלווייתנים האפורים בשם "Devilfish" (בתרגום חופשי: "דגי שטן"), משום שהאמהות גילו תוקפנות רבה בעת שהציידים תקפו את גוריהן. הגורים, בעיקר של לווייתני המזיפות, גדלים במהירות (גור לווייתן כחול יונק מאמו כ-90 ק"ג חלב ביום), בין היתר בשל אחוז השומן הגבוה בחלב האם - בין 15 ל-50 אחוזים (בהשוואה לשלושה עד חמישה אחוזים בחלב פרה). הם מגיעים לבגרות מינית תוך מספר שנים, כאשר לווייתני המזיפות מגיעים לבגרות מינית רק לאחר גיל 10 לכל הפחות. עם זאת, גם אחרי שהגיעו לבגרות מינית, לעיתים עליהם לחכות עד שיגיעו ל"בגרות חברתית", מה שייקח מספר שנים נוסף, לפני שיחלו להתרבות . הנקבות של מרבית המינים נשארות פעילות מבחינה מינית עד למותן, אולם תדירות ההמלטה יורדת עם הגיל. יוצאי הדופן לכלל זה הם הקטלנים (האורקות), וייתכן שגם הנתבים קצרי הסנפיר, שאצלם הנקבות נכנסות לשלב פוסט-רבייתי בו הביוץ נפסק.
נקבות הלווייתנאים הן אמהות דואגות: הן עוזרות לגורים להגיע לפני המים בנשימותיו הראשונות, והן תשמורנה עליהם מפני טורפים כל עת שיהיו לצדן. אצל חלק מהמינים, כמו הלבנתן הלבן, האמהות והגורים יוצרים קשרים שנמשכים זמן רב אף לאחר שייגמלו מיניקה. דאגה הורית מצד האבות היא נדירה, אולם קיימים מספר דיווחים נקודתיים לפיהם הזכרים הראו עניין כלשהו בצאצאיהם והביאו להם מזון.
תוחלת חייהם של חלק ממיני הלווייתנאים גבוהה ביחס לרוב מיני היונקים ולחלק ממיני הזוחלים. קיימים הבדלים בולטים בין תוחלת החיים של המינים השונים: המינים הקטנים הם בעלי תוחלת חיים של 12–50 שנים, בעוד שתוחלת חייהם של המינים הגדולים נעה בין 50 ל-100 שנים ואף יותר מכך. באופן כללי, לווייתני המזיפות מאריכים חיים יותר מלווייתני השיניים, ובדרך כלל לווייתנאים גדולים מאריכים חיים יותר מלווייתנאים קטנים. כך, לדוגמה, הדולפינן, שהוא לווייתן שיניים קטן, חי בין 20 ל-35 שנים; הקטלן (אורקה), שהוא לווייתן שיניים גדול, יכול להגיע עד גיל 50 בערך, והראשתן גדול-הראש, שהוא לווייתן שיניים גדול מאוד, יכול לחיות עד 70 שנה לערך; ואילו לווייתני מזיפות רבים, ובייחוד הבלניים, יכולים להגיע לגיל מופלג. כך, לדוגמה, הלווייתנים קשותי הראש יכולים להגיע לגילאים עד ל-200 שנים, ויכולים להתרבות עד גיל מבוגר .

יכולות למידה

התפיסה הרווחת היא שהלווייתנאים בכללותם הם בעלי חיים בעלי יכולות למידה מהגבוהות בטבע. בני האדם נוטים לעיתים לקרוא ליכולות אלו בתכונה אנושית אינטליגנציה. למיני הלווייתנאים מבנה חברתי מורכב מעצם היותם חיות עדר עם הרבה זמן פנוי ויכולות למידה גבוהות. מינים מסוימים מציגים שיטות ציד מתוחכמות. מנגנון התמצאות במרחב משוכלל מאוד קרי, הסונר הביולגי המבוסס על מנגנון איכון ההד שהמקבילה שלו אצל יונקים יבשתיים הוא אצל העטלף. מערכת תקשורת בן אישית מורכבת. שפה שלא פוענחה עד היום למעט מספר קולות. יכולת לקיים יחסי גומלין עם בני-אדם גם ללא מקדם חיזוק ראשוני מזון. יכולות לימוד וחיקוי טובות – תכונות הדורשות יכולות למידה גבוהה. המחקרים על יכולות הלמידה של הלווייתנאים מתמקדים בעיקר בלווייתני השיניים המוחזקים בדולפינריומים בתנאי שבי ופחות בלווייתני המזיפות, משום שלווייתני השיניים נגישים הרבה יותר לחוקרים.

מוח הלווייתנאים

באופן כללי, ככל שאורגניזם מפותח יותר, היחס בין גודל מוחו לגודל גופו גבוה יותר – תופעה שנקראת אנצפליזציה. לכל היונקים דרגת אנצפליזציה גבוהה ולכן אין תמה שלגדולים שבהם יהיו מוחות גדולים. ואכן, למרבית הלווייתנאים מוח גדול: מוחם של לווייתנים גדולים שוקל בין שלושה לשמונה קילוגרמים לערך, ומוחם של הדולפיננים שוקל כ-1.7 קילוגרמים (יותר מאשר מוחו של אדם ממוצע). מוחו של הראשתן גדול-הראש הוא הגדול ביותר בעולם החי, ומשקלו עומד על כשמונה קילוגרמים (אצל הזכרים). עם זאת, גודלו המוחלט של המוח אינו נחשב למדד להערכת האינטליגנציה של יצור מסוים. מדד מקובל יותר הוא היחס בין משקל המוח למשקל הגוף. יחס גבוה יותר, מקובל לחשוב, מלמד על מוח מפותח יותר: כך למשל, משקלם היחסי של מוחם של הלווייתנים הגדולים נמוך יותר ממשקלם היחסי של מוחם של הדולפינים, ובמיוחד הדולפיננים. בנוסף, משקלם היחסי של מוחותיהם של הלווייתנאים המודרניים גבוה בבירור מהנתון המקביל של הלווייתנאים הקדומים (Archaeoceti), ועוד יותר מזה של מפריסי הפרסה הקרובים אליהם (הקדומים והמודרניים גם יחד). עם זאת, גם מדד ה"מוח/גוף" עצמו הוא תלוי מסה, שכן הוא נוטה לקטון ככל שהמסה גדלה - המוח לא גדל באותה מידה שהגוף גדל, ולכן הוא אינפורמטיבי פחות ממדד המכונה "יחס האנצפליזציה", שהוא היום המדד המקובל לקיום פוטנציאל לאינטליגנציה.
יחס האנצפליזציה (Encephalization Quotient; EQ) הוא היחס בין משקל המוח הנמדד לבין משקל המוח הצפוי לאותו יצור, בהתאם לקבוצה בו היצור נמצא ולמשקל גופו. ככל שיחס זה גבוה יותר, מקובל לחשוב כי מוחו של היצור מפותח יותר. כך, רמת ה-EQ של האדם היא הגבוהה ביותר (מעל 8). מרבית הפרימטים האחרים מחזיקים ברמת EQ שנעה בין 1.5 ל-4.5. לעומתם, רמת ה-EQ של הלווייתנאים משתנה באופן חד יותר: היא נמוכה מאוד אצל הראשתן גדול-הראש (0.44) וגבוהה מאוד אצל הדולפין Lagenorhynchus albirostris ‏(6.32). יתר המינים נעים בין רמות אלו. רמת ה-EQ גם היא עלתה במרוצת האבולוציה: אצל מרבית מפריסי הפרסה הקדומים היא הייתה קטנה מ-1; אצל מפריסי הפרסה המודרניים היא נעה סביב 1; אצל הלווייתנאים הקדומים היא הייתה נמוכה מ-1. בשלב ההיפרדות לשתי תת-הסדרות המודרניות התרחשה עלייה משמעותית ברמת ה-EQ של הלווייתנאים: בעוד שהלווייתנאים הקדומים היו בעלי רמה נמוכה כאמור, הלווייתנאים בתקופת האוליגוקן כבר הגיעו לרמות של 1.5 - 4 לערך. מכאן זה עלה בהדרגה: בתקופת המיוקן ה-EQ של מרבית המינים נע בין 2 ל-5, וכיום - ה-EQ של מרבית המינים נע בין 1.5 ל-5.5. מדובר כאן רק בלווייתני השיניים. מוחם של לווייתני המזיפות מציג רמות נמוכות באופן משמעותי, כנראה בשל גודלם הרב, ורמת ה-EQ שלהם נמוכה אף מ-0.5 .

פתרון בעיות, יכולת למידה ויצירתיות

למונח "אינטליגנציה" אין הגדרה מוסכמת. עם זאת, מקובל לטעון כי האינטליגנציה כוללת את היכולות לפתור בעיות, לתכנן, לחשוב בצורה מופשטת, להבין מערכת של רעיונות, ללמוד מהר וללמוד מן הניסיון. הגדרה זו איננה כוללת תכונות חברתיות או יכולת לבצע טריקים ותעלולים (שעשויה לבוא כתוצאה מהתניה), שרבים מבלבלים בינה לבין מידת האינטליגנציה של בעל החיים. חלק מהחוקרים טוענים שלפי הקריטריונים שהוצגו לעיל מינים מסוימים של לווייתני שיניים אינטליגנטים יותר אף מהשימפנזים, שלרוב מוצגים כבעלי החיים האינטליגנטים ביותר לאחר האדם . דולפינים בשבייה אף מפגינים יכולת מתמטית, שמעידה על חשיבה מופשטת . מדענים אחרים, לעומת זאת, גורסים שמידת האינטליגנציה של הדולפינים זהה פחות או יותר לזו של הפילים, וכי אין הם מפגינים כישרון מיוחד לפתירת בעיות, יחסית לבעלי-חיים אינטליגנטים אחרים. נטען שהתרגילים שמבצעים הדולפינים בשבייה כולם תוצאה של תרגול, ושבעלי חיים מורכבים פחות, כגון חולדות, עולים על הדולפינים במבחנים מסוימים.
חקר התנהגות הדולפינים בטבע הוא משימה קשה. חוקרים מסוימים למדו את ההתנהגות החברתית של דולפינים וניסו להגיע להבנה לגבי רמת התקשורת בין הפרטים בלהקה, שמפורשת כמדד לרמת האינטליגנציה. ככלל, חלק גדול מלווייתני השיניים הם בעלי חיים חברתיים, החיים בלהקות בממדים שונים: דולפיני הנהרות חיים בקבוצות קטנות של 6 - 12 פרטים, והחוקרים מאמינים שהדולפינים בקבוצות הללו מזהים זה את זה. מינים אחרים, דוגמת סטנלה ברודה (Stenella attenuata), הדולפין הדרום אפריקני (Cephalorhynchus heavisidii) והסטנלה ארוכת-החרטום (Stenella longirostris) חיים בקבוצות שיכולות להגיע למאות פרטים. מחקרים מראים שגם בקבוצות כאלה, בעת הפרעה פתאומית כגון התקפת כריש, הקבוצה כולה זזה בהרמוניה כדי להימלט מהסכנה. אוכלוסיות מסוימות של קטלנים יוצרות אף הן מבנה חברתי סבוך, שכולל כמה דרגות של קירבה (משפחה, להקה, קהילה וכיוצא בזה). על כל פנים, ניכר שאצל לווייתני השיניים המתלהקים בלהקות יש קשר חזק בין חברי הלהקה השונים. הדבר בא לידי ביטוי גם בשיטות ציד מורכבות, הדורשות שיתוף פעולה בין חברי הלהקה, ובסיוע לפרטים חלשים או פצועים.
הלווייתנאים מפגינים יכולת משחק מורכבת, בטבע ובשבייה כאחד. בין ההתנהגויות המורכבות הללו ניתן למנות יצירת רשת בועות יציבה מתחת למים, שמשמשת למשחק או לציד. ישנן שתי שיטות עיקריות ליצירת רשת בועות: בשיטה הראשונה הלווייתנאים נכנסים אל מתחת למים, ונושפים אוויר בפרץ מהיר בטכניקה מיוחדת, שיוצרת צורת טבעת כאשר האוויר מגיע לפני המים; ובשיטה השנייה הלווייתנאים שוחים שוב ושוב במעגל ואז עוצרים ונושפים אוויר לתוך הצורה הספירלית שזה עתה יצרו. לווייתני השיניים בדרך כלל משתמשים ברשת הבועות למשחק בלבד, אך היא איננה ייחודית רק להם, והלווייתן גדול הסנפיר משתמש בה כטכניקה לתפיסת שלל ציד רב. לווייתני השיניים יבחנו לעיתים קרובות את הרשת שיצרו באופן ויזואלי או בעזרת אקולוקציה, ונראה שהם נהנים לשחק איתן. מיני לווייתני שיניים מסוימים אף "רוכבים" על גלים מזדמנים, בין אם גלים טבעיים ובין אם גלים שהם עצמם יוצרים. דולפינים גם נצפו משחקים עם הדגים שצדו לפני שאכלו אותם.
לבד מיכולתם ללמוד פעלולים מיוחדים והתנהגויות מורכבות, לווייתני השיניים אף מסוגלים להפגין התנהגות יצירתית, שאיננה נובעת מהתניה. במחקר שנעשה בשנות ה-60 על לווייתני שיניים ממין סטנו תלום שן נבדק האם הדולפינים מבינים שהם מתוגמלים עבור התנהגות יצירתית, והתשובה, לפי המחקר, הייתה חיובית: אמנם בתחילה הדולפינים לא הבינו שעליהם להפגין התנהגות יצירתית, אך לאחר זמן מה הדולפינים הפגינו התנהגות יצירתית שלא למדו או אומנו אליה קודם לכן, כדי לקבל תגמול. תוצאות דומות נראו גם בניסוי דומה שנערך על מתנדבים אנושיים. לנבדקים לקח בערך אותו הזמן כדי להבין מה נדרש מהם. לאחר זמן מה של תסכול, הנבדקים הבינו שהם מתוגמלים תמורת התנהגות יצירתית. אצל הדולפינים, ההבנה הזו הובילה להתרגשות ועוד התנהגות יצירתית; ואילו אצל בני האדם היא הובילה בעיקר להקלה . מודעות עצמית מעידה על אינטליגנציה גבוהה וחשיבה מופשטת. אחד המבחנים המקובלים לבחינת מודעות עצמית אצל בעלי-חיים הוא מבחן המראה, במהלכו מעמידים את בעל-החיים מול מראה ובוחנים את התנהגותו שעשויה להיות סתמית, תוקפנית (כאילו כלפי פרט אחר) או מוכיחה מודעות עצמית כמו סילוק לכלוך בין השיניים אצל שימפנזים. אצל לווייתנאים קשה יותר לקיים את מבחן המראה מאשר אצל פרימטים, משום שהם אינם יכולים לגעת בגופם בעזרת ידיהם, ולכן קשה יותר להבחין אם בעל החיים מזהה את עצמו. כדי להתגבר על הבעיה, ניתן לסמן באופן זמני חלקים מהגוף שהפרט יכול לראות רק בעזרת מראה, ולבחון אם הוא יפנה אותם למראה אופן מועדף. נראה שהדולפיננים עוברים את המבחן בהצלחה אך ממצאים אלו אינם מעידים דווקא על שאר מיני לווייתני השיניים, משום שקיים הבדל ניכר בגודל המוח ובהתנהגויות שמפגינים המינים השונים.
אצל לווייתני המזיפות, שירת הלווייתן עשויה להעיד על אינטליגנציה גבוהה. הדבר נכון במיוחד עבור הלווייתן גדול-הסנפיר, שמרכיב שירים מסובכים להפליא הבנויים ממספר רב של "יחידות בסיס", "תת-משפטים" ו"משפטים". יותר מכך, שירת הלווייתן מתפתחת במשך הזמן. לדוגמה, במהלך חודש - יחידת בסיס שהתחילה כתו עולה (הגדל בתדירותו) יכולה להפוך לתו קבוע שאינו משנה את תדירותו, או שעוצמת הצליל של יחידת בסיס אחרת תהפוך בהדרגה לחזקה יותר. אותו שינוי דגם השירה משנה לשנה מודגם על ידי אוכלוסיות פזורות על פני ימי העולם.
בשנת 2018 נחשף מחקר המתעד הקלטה של לוויתנית מסוג קטלן אשר חיקתה בהצלחה צלילים חדשים שהושמעו לה.

אבולוציה ומיון

הלווייתנאים כולם התפתחו מאב קדמון שחי על היבשה. בעבר היה מקובל לחשוב שהלווייתנאים קרובים לפילים, בגלל הדמיון המסוים בין מאפייניהם הפיזיים והחברתיים של הלווייתנאים והפילים, אך סברה זו הוכחה כשגויה. בהמשך, היה מקובל בעולם המדעי שהלווייתנאים התפתחו מהמֶזוֹניכידים, סדרה נכחדת של פרסתנים אוכלי-בשר שנראו כצבועים בעלי פרסות והיו קרובים למכפילי הפרסה. אולם, שורה של מחקרים החל מאמצע שנות ה-90 הוכיחו בעזרת ניתוח של רצפי DNA וניתוחים מורפולוגיים שהלווייתנאים קרובים מאוד למכפילי הפרסה, ולא למזוֹניכידים. בעקבות גילויים אלו הגדירו החוקרים תת-קבוצה חדשה בתוך קבוצת הפרסתנים בשם Cetartiodactyla (הלחם המילים היווניות "לווייתנים" ו"מכפילי פרסה"), על-מנת שתכלול את הלווייתנאים ואת מכפילי הפרסה יחדיו, וכך תדגיש את מוצאם הביולוגי הקדום המשותף. על פי בדיקות מורפולוגיות ומולקולריות נקבע שבעל החיים הקרוב ביותר כיום ללווייתנאים הוא ההיפופוטם. מסיבה זאת, במיונים חדשים מסווגים הלווייתנאים בקבוצת אחות לבהמותיים הנקראת דמויי היפופוטם (Whippomorpha), שמוכלת ממש בתוך מכפילי הפרסה.
על פי המקובל היום, לפני כ-50 מיליון שנים הסתגלו אבות הלווייתנאים שהיו טורפים יבשתיים לחיים במים. השאלה כיצד יונקים יבשתיים התפתחו ליצורים ימיים גדולי-ממדים נותרה בגדר תעלומה למשך זמן רב, בשל מחסור במאובנים ופערים ברשומות המאובנים שנמצאו. עם זאת, המחקר הגנטי, יחד עם מאובנים שנמצאו באזור פקיסטן, שפכו לאחרונה אור על אופן ההתפתחות של הלווייתנאים.
לצד השינויים הפיזיולוגים שהתרחשו בגופם של הלווייתנאים עם המעבר ההדרגתי למים, חלו גם שינויים בשלד ובמבנהו: מבנה העצמות הותאם בהדרגה לחיים בסביבה מימית, ועצמות שאין בהן צורך התנוונו או נעלמו. גם כיום נולדים לעיתים לווייתנאים בעלי איברים שרידיים בדמות סנפירים אחוריים מנוונים, שמעידים על הרגליים שהיו ללווייתנאים בראשית דרכם האבולוציונית.

אבות קדומים

בגבעות צ'יטה שבפקיסטן נתגלה מאובן של בעל-חיים הנקרא פָקיצֶטוּס והוא אחד מהלווייתנאים הקדומים ביותר שהתגלו עד כה. הפָקיצטוּס, שחי על חופי ים תטיס שבאותה תקופה הפריד בין הודו לפקיסטן, חילק את זמנו בין הים ליבשה, ואוזניו התפתחו כך שיוכל לשמוע במים ובאוויר כאחד, אולם לא היו לו מאפיינים פיזיולוגים רבים שיש ללווייתנאים בני זמננו. בחינת עצמותיו של הפָקיצטוּס חיזקה את השערת המדענים בדבר מוצאם של הלווייתנאים ממכפילי הפרסה. לפי עדויות אלה, הלווייתנאים החלו לחיות במים מעט לאחר שמכפילי הפרסה נפרדו מהמזוֹניכידים, ולכן הלווייתנאים המוקדמים שמרו על מאפיינים מסוימים שהיו למזוֹניכידים ומכפילי הפרסה איבדו זה מכבר, דוגמת שיניים מבתרות בשר. נראה גם כי אבות אבותיהם של כל מכפילי הפרסה היו בעלי חיים אוכלי בשר; לעומת זאת, כל מכפילי הפרסה הם צמחוניים, ולעומתם הלווייתנאים כולם אוכלים טרף בגדלים שונים.
הפָקיצטוּס הוא בן משפחת הפקיצטיים, משפחה שמנתה שלושה סוגים של טורפים בעלי פרסות שלעיתים קרובות מתייחסים אליהם כלווייתנאים הראשונים . הם חיו בעידן האאוקן, לפני כ-52 מיליון שנים. חלקים מסוימים בשלדם של הפקיצטיים מזכירים את גופם של הלווייתנאים, אולם חלק ממאפייניהם אינם קיימים אצל הלווייתנאים המודרניים.

אמבולוצטוס, רמינגטונוצטיים ופרוטוצטיים

אמבוּלוֹצטוּס ("לווייתן-מהלך שוחה") היה בעל חיים שחי אף הוא בים תטיס ושרידיו נמצאו לאחרונה באזור פקיסטן. האמבוּלוֹצטוּס הגיע לאורך של כשלושה מטרים, ומבחינה חיצונית נראה דומה לתנין. הוא היה בעל חיים אמפיבי, ורגליו האחוריות התאימו לשחייה במים יותר מאשר להליכה על היבשה. כפי הנראה, האמבוּלוֹצטוּס שחה על ידי הנעת רגליו האחוריות בצורה אנכית, בדומה לאופן שבו שוחים לוטרות ולווייתנים (אלא שהם עושים זאת בעזרת זנבם). זנבו של האמבוּלוֹצטוּס היה ארוך יחסית, וככל הנראה לא מילא תפקיד חשוב בתנועה במים. החוקרים משערים שהאמבוּלוֹצטוּס צד את טרפו בדומה לתנינים: הוא ארב לו בשקט, ובשעת הכושר התנפל עליו והרגו.
קרובי המשפחה של הלווייתנים-המהלכים השוחים היו הרמינגטונוצטיים. לרמינגטונוצטיים היה חרטום ארוך וצר יותר מזה של האמבוּלוֹצטוּס, והם היו במידת מה מותאמים יותר לחיים מתחת לפני המים. ככל הנראה, לווייתנאי קדום זה צד דגים ובעלי חיים ימיים במים הרדודים.
הפרוטוצטיים היו קבוצה גדולה, מגוונת והטרוגנית, ושלא כקודמיהם, מאובנים שלהם נמצאו באסיה, באירופה, בצפון אמריקה ובאפריקה. הפרוטוצטיים מנו סוגים ומינים רבים, כמה מהם (דוגמת הרודוצטוּס) ידועים יותר מאחרים. הפרוֹטוֹצטיים היו דומים בהרבה ללווייתנאים בני זמננו מאשר בעלי החיים שקדמו להם. גופם התחיל לקבל צורת פלך ורגליהם הקדמיות והאחוריות הגדולות היו בעלות צורה מיוחדת שאפשרה להם לחיות ביבשה ובים כאחד. לא ברור האם לפרוטוצטיים היה זנב הדומה לזנב הלווייתנאים המודרניים (מחולק לשתי אונות) או זנב רגיל.

לווייתנאים ימיים לחלוטין

מאובן הבסילוֹזאוּר, שאורכו הגיע ל-20 מטרים, נתגלה בשנת 1840. בגלל ממדיו ומאפייניו הגופניים הוא נחשב בטעות לזוחל, ומכאן הסיומת של שמו המדעי, זאורוס. הבסילוזאור היה בעל חיים ימי לחלוטין והוא חי לפני כ-45 מיליון שנים. אף על פי שזנבו היה דומה בצורתו לזנבם של הלווייתנאים המודרניים, היו לו גם גפיים אחוריות קטנות באורך כמה עשרות סנטימטרים שיצאו מצדי פתח המין וככל הנראה שימשו להצמדת הנקבה והזכר בעת ההזדווגות. הדורודונטידים היו קרובים במידה מסוימת לבסילוזאור, אך הם היו קטנים יותר והגיעו לאורך של כחמישה מטרים בלבד. שניהם היו אוכלי בשר.
אף כי לבסילוזאוריים ולדורודונטידים היו מאפיינים רבים מאוד של לווייתנאים מודרניים, הם לא היו מסוגלים להפיק את הקולות המיוחדים המכונים "שירת הלווייתן" ולא היו מסוגלים להתמצא באמצעות איכון הד מכיוון שלא היו להם איברים מסוימים שיש ללווייתנאים מודרניים, וכן מבנה ראשם היה שונה. נוסף על כך, היו להם מוחות קטנים יחסית; המדענים הסיקו מכך שככל הנראה הם היו בעלי חיים יחידאים, ולא הייתה להם מערכת חברתית מפותחת כזו של הלווייתנאים בני זמננו.

ציד לוויתנים

במאות ה-17 וה-18 עברה הבכורה בעניין לאנגלים ולהולנדים, בשלושה מרכזים עיקריים: גרינלנד, שפיצברגן ואיסלנד. עם התפתחות הטכנולוגיה, אוניות הציד וכלי הציד התרחבו והיקף הציד הלך וגדל והגיע לאוקיינוס השקט ולחצי הכדור הדרומי, ותחנת ציד אף הוקמה באנטארקטיקה. ב-1928 נכנסו לשימוש אוניות החרושת שהציידים לא רק צדו מהן, אלא גם עיבדו את גוף הלווייתן הניצוד בתוכן. ב-2 בדצמבר 1946 נחתמה האמנה הבינלאומית להסדרת ציד הלווייתנאים על ידי 42 מדינות, שנועדה להסדיר את ציד הלווייתנאים בעולם. החתומים על האמנה השתייכו לשתי קבוצות שונות. האחת ביקשה להסדיר את הציד כדי לאפשר המשך קיום הלווייתנאים במקביל להמשך הציד, והשנייה ראתה באמנה צעד ראשון להפסקת ציד הלווייתנאים. לחץ מצד דעת הקהל העולמית הביא ב-1982 להחלטה על הפסקה בציד מסחרי שתחל ב-1986. עם זאת, הציד נמשך על ידי מספר קבוצות ילידים (ראו למשל ציד לווייתנאים באיי פארו) ובמידה מסוימת על ידי איסלנד, שהכריזה על הפסקת הציד ב-2007, ונורווגיה ויפן, שעדיין צדות לווייתנאים.

פגיעות נוספות בלוויתנים

במקביל למאבק להפסקת ציד הלווייתנאים, נעשו מאמצים להגן על הלווייתנאים מפני סכנות העולם המודרני. העיקרית שבהן היא לכידתם כשלל-לוואי (By-catach). נזקי הדיג השולי עצומים: בארצות הברית לבדה נהרגו כ-3,029 פרטים בממוצע לשנה בין השנים 1990–1999, רובם המכריע (84 אחוזים) כתוצאה משימוש ברשתות זימים. קשה לכמת את שלל הלוואי העולמי בשל היעדר נתונים מספיקים, אולם הערכות שחושבו בדרך של אקסטרפולציה הגיעו לממוצע של מעל 300,000 פרטים בשנה בין 1990 ל-1994 . בעיות אחרות כוללות רעש ימי העלול לגרום ללווייתנאים לאבד את כושר ההתמצאות ומזהמים ימיים הנמצאים בימים ובאוקיינוסים הכוללים אריזות פלסטיק למיניהן, ביוב ושפכים ומזהמים כימיים (מתכות כבדות וקוטלי חרקים למשל). המזהמים הימיים עלולים לפגוע בלווייתנאים במגוון דרכים, כמו רמות גבוהות של חומרים כימיים בגוף, פגיעה במערכת העיכול עד כדי רעב ומוות, פגיעה ברקמות ועוד.
דוגמה להשפעה החמורה ניתן למצוא בניתוח שנעשה ב 2019 לגופה של נקבת לווייתן שנסחפה לחוף בפיליפינים. הלווייתנית במשקל 498 ק"ג ובאורך 4.5 מטרים, נמצאה כשבקיבתה פסולת מגוונת מפלסטיק במשקל של כ 40 ק"ג, כמות שנחשבת לגדולה באופן לא רגיל אפילו ביחס לכמויות שפעילי סביבה רגילים למצוא בגופות יונקים ימיים באוקיינוסים.
בליעת חלקי פלסטיק מעניקה ללווייתנים וליונקים ימיים אחרים תחושה מוטעית של שובע מבלי לספק להם את הצרכים התזונתיים שהם צריכים. זה מוביל אותם לאיבוד משקל, חולשה וירידה במהירות השחייה שלהם מה שהופך אותם לפגיעים יותר על ידי טורפיהם. ליונקים הימיים אין שום אפשרות לעכל את הפלסטיק או להפריש אותו מגופם.

שימור לוויתנים

לפי איגוד השימור העולמי (IUCN), כ-28 מיני לווייתנאים נמצאים בסיכון נמוך להכחדה (LR; אחד ממצבי השימור של סיכוך נמוך), 5 מינים נמצאים במצב פגיע, 7 מינים מאוימים בסכנת הכחדה, 2 מינים מצויים בסכנת הכחדה חמורה, ולגבי 39 מינים לא הוחלט על מצב שימור בשל היעדר מידע מספק. כל הלווייתנאים נמצאים תחת חסותם של הנספחים הראשון והשני של אמנת CITES, האוסרת על סחר בחלקים ובמוצרים ממינים מוגנים. בעקבות האיומים עליהם, מין אחד כנראה נכחד בעשור האחרון (דולפין הנהרות הסיני), ונראה שהתקווה היחידה עבור מינים מאוימים אחרים היא גידולם בשבייה בגרעיני רבייה. בסוף המאה ה-20 ובתחילת המאה ה-21 עלתה התודעה הציבורית ללווייתנאים ולסכנה הנשקפת להם באופן משמעותי, וכך התרבו מאוד אגודות לשימור לווייתנאים. חלקן אף מציעות לקהל לתרום להן באמצעות תוכניות בסגנון "אמץ לווייתן", שבהן התורם משלם סכום מסוים ובעבורו הוא מקבל עדכון שוטף על הלווייתן ש"אימץ".

שימושים למטרות בידור, מחקר ועוד

לווייתנים חיים משמשים את האדם למטרות מחקר, שעשוע, שימושים צבאיים ותרפיה. מכיוון שהם אינטליגנטים, ידידותיים ובעלי יכולות אקרובטיות, מהווים הלווייתנאים בעלי-חיים אידיאליים עבור מופעי-ראווה. מופעים כאלה מתקיימים במתקן דולפינריום, שהוא אקווריום פתוח גדול-ממדים בו הלווייתנאים חיים, מתאמנים ומופיעים. מרביתם של הלווייתנאים המוחזקים במתקני דולפינריום משמשים להצגות למטרות שעשוע, אך מיעוטם מוחזק שם למטרות מחקר. לווייתנאים מוחזקים בשבייה באירופה ובצפון אמריקה החל מהמחצית השנייה של המאה ה-19, אך המתקן הראשון שהחזיק יונקים ימיים למטרות בידוריות היה דולפינריום "מארין סטודיו" (Marine Studios) שנוסד בשנת 1938 בפלורידה. באופן כללי, לווייתני מזיפות אינם מוחזקים בשבייה כלל, בשל ממדיהם. רוב לווייתני השיניים המוחזקים בשבייה הם דולפינים, אך ישנם גם יוצאי דופן כגון פוקנת המפרץ, לבנתן או קטלן. ארגונים הפועלים למען זכויות בעלי חיים ורווחתם מתנגדים להחזקת לווייתנאים בשבייה, בטענה שאין להם מספיק חופש תנועה בבריכות, ללא קשר לגודלן (בטבע, גומאים הדולפינים עשרות קילומטרים מדי יום) ושהם אינם מקבלים מספיק גירויים אינטלקטואליים. לעיתים קרובות דולפינים החיים בשבי מפגינים התנהגות תוקפנית כלפי בני אדם ובעלי חיים אחרים כאחד. תוקפנות זו מביאה לעיתים לפציעות של ממש בקרב בעלי חיים אחרים או אנשים, ולפחות אדם אחד נהרג כתוצאה מתקיפת דולפין בדולפינריום.
לווייתני השיניים גויסו גם לשימוש צבאי על ידי ארצות הברית וברית המועצות בזמן המלחמה הקרה. שני הצדדים אימנו לווייתני שיניים למטרות ביטחוניות שונות, כגון נטרול מוקשים ופצצות, הצלת טובעים וצוללנים, צילום מודיעיני והגנה על החופים. כיום, ארצות הברית מפעילה את תוכנית היונקים הימיים של חיל הים האמריקני.
החל מסוף המאה ה-20 התפתח תחום של תיירות אקולוגית, במסגרתו יוצאים תיירים לצפות בלווייתנאים במקומות החיות שלהם (Whale watching). כמות התיירים הצופים בלווייתנאים עולה במשך הזמן, ונטען ששיקול זה השפיע על תהליך קבלת ההחלטות של מדינות בשאלה האם לצוד לווייתנאים או לא, כחלק משיקולי הכדאיות הכלכלית.