לווייתנאים

לִוְויְיתָנָאִים (שם מדעי: Cetacea) היא סדרה של יונקים ימיים, שכמה מהמינים המשתייכים אליה הם מבעלי-החיים הגדולים בעולם. במשך מיליוני שנים הסתגלו הלווייתנאים יותר מכל יונק אחר לחיים במים. על-סמך ממצאים רבים, מקובל שהלווייתנאים התפתחו מיונקים יבשתיים ועברו בהדרגה לחיים באוקיינוסים. גופם דמוי-הפלך מאפשר תנועה קלה במים; רגליהם הקדמיות השתנו לסנפירים; רגליהם האחוריות נעלמו ונותר להן זכר רק בדמות עצמות שרידיות מנוונות – הן לא מחוברות לעמוד השדרה וחבויות בתוך הגוף; הזנב התחלף בסנפיר זנב מאוזן, המחולק לשתי אוּנוֹת ומאפשר ניווט קל במים; חוש הריח שלהם אבד או שהוא אינו מפותח היות שאין בו צורך במים; כמעט כל שער גופם נעלם; שכבת שומן עבה מפרידה בין גופם לבין המים הקרים; והתאמות פיזיולוגיות והתנהגותיות נוספות הקיימות אצלם מקלות על החיים בסביבה ימית.

סדרת הלווייתנאים כוללת כ-90 מינים, שכולם חיים באוקיינוסים מלבד חמישה מיני דולפינים החיים במים מתוקים. הלווייתנאים החיים מחולקים לשתי תת-סדרות: לווייתני מזיפות (Mysticeti) ולווייתני שיניים (Odontoceti; ובהם גם דולפינים); בעבר התקיימה תת-סדרה נוספת: לווייתנים קדומים (Archaeoceti), שנכחדה. במרבית המקרים לווייתני המזיפות גדולים באופן משמעותי מלווייתני השיניים, הקטנים והמהירים יותר, וכמה מלווייתני המזיפות הם מבעלי החיים הגדולים ביותר בכדור הארץ. לווייתני השיניים מתאפיינים בשיניים חדות, והם ציידים מהירים שניזונים מדגים ומיצורים ימיים אחרים. לעומתם לווייתני המזיפות הם חסרי שיניים ובמקום זאת יש להם מזיפות ארוכות דמויות מסננת, שבעזרתן הם מסננים פלנקטון מהמים.

באופן מסורתי, מחולקים הלווייתנאים לשתי קבוצות: דולפינים ולווייתנים. הן הלווייתנים והן הדולפינים ידועים באינטליגנציה הגבוהה שלהם (שמנוצלת לעיתים על ידי האדם למופעי ראווה). בערך זה, כאשר מדובר על לווייתנאים הכוונה היא לסדרה Cetacea כולה, לרבות הדולפינים והפוקנות; וכאשר מדובר על לווייתנים, הכוונה היא לכל הלווייתנאים שאינם דולפינים או פוקנות, כלומר למיני הלווייתנאים הגדולים.

אנטומיה ומראה

הלווייתנאים, לצד התחשאים, הם היונקים היחידים המותאמים לחיים בסביבה ימית לחלוטין למשך כל חייהם. הלווייתנאים מבלים את כל חייהם בגופי מים, ואינם מסוגלים לשרוד לאורך זמן ביבשה (על אף שהם נושמים אוויר). לווייתנאים העולים ליבשה מתים תוך זמן-מה כתוצאה מחנק, עקב תמט הריאות, שאינן יכולות לעמוד במשקל הגוף כשאינו נתמך במים, מהתייבשות ומסיבות אחרות. כל המבנה האנטומי והפיזיולוגי של הלווייתנאים מותאם לחיים במים, אף על פי שיש להם את כל המאפיינים הבסיסיים של שלייניים:
 נשימת אוויר - הלווייתנאים נושמים אוויר כשאר היונקים והם בעלי ריאות. אף על פי שהלווייתנאים מסוגלים לצלול בעצירת נשימה לפרקי זמן שבין דקות ספורות למספר שעות – בהתאם למין הספציפי, כל הלווייתנאים חייבים לעלות לפני המים על-מנת לנשום אוויר אחת לזמן מסוים.
 לב - לבם של הלווייתנאים בעל ארבעה מדורים, והוא מסייע לחלוקת הדם בצורה יעילה לאזורי הגוף השונים.
הומיאותרמיות - הלווייתנאים הם הומיאותרמיים (בעלי "דם חם"), כלומר טמפרטורת הגוף שלהם קבועה פחות או יותר ואיננה מושפעת באופן ניכר מטמפרטורת הסביבה. ללווייתנאים שכבת שומן עבה, המפחיתה במידה ניכרת את איבוד חום גופם במים.
 יניקת חלב - נקבות הלווייתנאים ממליטות גורים מפותחים, הניזונים למשך תקופה ארוכה יחסית מחלב אם עשיר בשומן ובחומרים מזינים שאותו הם יונקים מבלוטות החלב של אימם. העובר מתפתח בבטן אמו, ובמהלך ההיריון הוא ניזון באמצעות חבל הטבור.

גודל 

נציגי הלווייתנאים הם הגדולים שבבעלי החיים בכדור הארץ. הלווייתן הכחול, העשוי להגיע לאורך של כ-27–33 מטר ולמשקל של למעלה מ-170 טונות, איננו רק בעל החיים הגדול ביותר החי כיום, אלא הגדול בבעלי החיים שחיו אי פעם בכדור הארץ. לשונו של הלווייתן הכחול גדולה כל-כך עד שפיל וכ-50 בני אדם יכולים לעמוד עליה בתוך פיו. לבו קרוב לגודלה של מכונית קטנה והוא הלב הגדול ביותר בקרב כל בעלי החיים. גם אבי העורקים גדול מאוד, וקוטרו מגיע לכ-35 סנטימטרים - גדול מספיק כדי להכיל תינוק קטן. לשם השוואה, משקלו של הדינוזאור הגדול ביותר, ארגנטינוזאורוס, זאורופוד באורך של כ-36 מטר שחי בעידן המזוזואיקון, הוערך בכ-70–100 טונות.

מין אחר של לווייתן, הראשתן גדול-הראש, הוא הגדול שבטורפים, אם לא מונים בטורפים את הניזונים מטרף מתלהק כפלנקטון. הפרט הגדול ביותר שתועד היה באורך מוערך של כ-28 מטר ומשקל מוערך של 120–150 טון, אך כיום, עקב ציד המוני, נדיר לראות ראשתן גדול-ראש שאורכו עולה על 18 מטר. בקרב הדולפיניים המין הגדול ביותר הוא הקטלן (Orcinus orca), שיכול להגיע לאורך של 10 מטר ומשקל של 10 טון. בשל גודלו, שיניו החדות, מוחו המפותח ושיתוף הפעולה בין פרטים שונים ובין להקות, הקטלן הוא טורף-על ואחד הטורפים הקטלניים ביותר באוקיינוס.

אורך גופם של הלווייתנאים הקטנים ביותר, הדולפין לבן-הראש, הדולפין לה פלטה, פוקנת ואקיטה, הדולפין הדרום אפריקני (Cephalorhynchus heavisidii) ומינים נוספים, מגיע עד ל-1.7 מטר לערך.

להלן טבלה ובה ששת הלווייתנאים הגדולים ביותר וממדיהם:

מראה חיצוני של הלווייתן

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 לאיבר התנועה הראשי במים; חוש הריח שלהם אבד או שאינו מפותח היות שאין בו צורך במים; שיער 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 ישנו גם סנפיר גבי, שצורתו שונה בין המינים השונים.

צורת הגוף והסנפירים של הלווייתנאים מסייעת להם 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 מזיפות, שהלסת שלהם גדולה במיוחד, אולם הלווייתן בעל הראש הגדול ביותר ביחס לגופו הוא דווקא ראשתן גדול-ראש המשתייך ללווייתני השיניים, שראשו מגיע לכשליש מאורך גופו.

במקום נחיריים בקדמת החרטום יש ללווייתנאים פתח נשימה בחלק העליון של ראשם. אצל לווייתני השיניים יש פתח נשימה יחיד, ואצל לווייתני המזיפות פתח כפול. פתחי הנשימה נדדו במהלך האבולוציה לחלק העליון של הראש, וכך הלווייתנאים יכולים לעלות ולנשום אוויר תוך כדי שחייה, כאשר גופם וראשם נשארים בתוך המים. 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. בחלק הקדמי של ראשם של לווייתני השיניים מצוי איבר אליפטי בשם מלון המכיל חומר שמנוני המסייע ללווייתנאים בריכוז אלומות גלי הקול שהם פולטים. אצל ראשתן 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 מזיפות 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 להיראות מחוספס או גבשושי. יוצא דופן בעניין זה הוא ראשתן גדול-הראש, שעורו גבשושי באופן טבעי.

אנטומיה
האנטומיה של הלווייתנאים תואמת את זו של מרבית היונקים. ההבדלים באנטומיה בינם לבין יונקים יבשתיים נובעים בעיקר מהסביבה הימית בה חיים הלווייתנאים, אולם הם מושפעים גם מגורמים אחרים, כמו הקרבה האבולוציונית של הלווייתנאים למעלי הגירה. עיקרי האנטומיה:

מערכת העיכול – אצל לווייתני השיניים, השיניים משמשות רק לתפיסת המזון, שעל-פי רוב נבלע בשלמותו. רק כאשר מדובר בטרף גדול (טרף גדול הוא מנת חלקם הכמעט בלעדית של הקטלנים) עשויות השיניים לשמש לקריעת המזון לחתיכות קטנות יותר. אצל לווייתני המזיפות חסרי השיניים, קיימות מזיפות, שצורתן דמוית שערות, ושתפקידן לסנן מהמים יצורים קטנים מהם הם ניזונים. הלשון של הלווייתנאים ספוגית, וניידותה מעטה יחסית. הוושט צר יחסית, במיוחד אצל לווייתני המזיפות. קיבתם בנויה משניים עד ארבעה מדורים: הראשון משמש לאחסון ולכתישה מכנית; השני דומה יותר לקיבתם של מרבית היונקים, ובו מופרשים חומצת מימן כלורי ואנזימי עיכול נפוצים נוספים כמו ליפאז ופפסין; והשלישי מכיל לרוב בלוטות המפרישות ריר. המעיים אינם מתחלקים למעי דק וגס, אולם הם יוצאי דופן באורכם הרב, שנובע, כנראה, מהצורך בספיגה חוזרת של מים ומזון. אין להם תוספתן. הכבד גדול מאוד, והוא חסר כיס מרה.
מערכת העצבים – המוח הקטן של הלווייתנאים מפותח למדי, אולם לא מפותח בהרבה מזה של יונק יבשתי ממוצע. אין להם פקעיות הרחה, אולם החלק במוח שאחראי על חוש הריח מפותח למדי; מקובל לחשוב שהלווייתנאים הם בעלי חוש ריח גרוע, אם בכלל. קליפת השמיעה מפותחת מאוד, בהתאמה לנחיצותה של קליטת קולות המשמשים לאיכון הד ולתקשורת. בניגוד לאדם, חוש הראייה של הלווייתנאים הוא משני לחוש השמיעה, אולם האזורים במוח האחראים על הראייה אינם מנוונים. יתר על כן, נראה שלדולפיננים יש יכולת הבחנה ויזואלית (Visual discrimination).
מערכת התנועה או מערכת השריר-שלד – הגולגולות של לווייתני השיניים והמזיפות שונות מאוד אלו מאלו: לווייתני המזיפות ניחנים בגולגולת מעוגלת יותר, בעוד שזו של לווייתני השיניים מוארכת יותר והחרטום בולט בה; היא סימטרית אצל לווייתני המזיפות, וא-סימטרית אצל לווייתני השיניים (בהקשר זה בולט מיקום הנחיריים); וכן הבדלים נוספים פעוטים יותר. יתר השלד מפגין דמיון רב יותר בין שתי הקבוצות. המאפיין הבולט ביותר בשלד של הלווייתנאים הוא היוותרותם של איברים שרידיים מנוונים בלבד מהגפיים האחוריות ומהאגן. שבע חוליות הצוואר (מאפיין של כלל היונקים) קרובות מאוד אחת לשנייה, וברוב המינים מאוחות לכדי יחידה אחת. העור והשכבות התת-עוריות של הלווייתנאים מסייעות להם לקבל צורה הידרודינמית בזמן השחייה, ומעכבות את היווצרותן של מערבולות סביבם. סנפיר הזנב מונע בכוחם של שרירים אורכיים, שמספקים את כוח ההנעה העיקרי. אונות סנפיר הזנב חסרות אלמנטים גרמיים, והן בנויות מרקמת חיבור קשה.
מערכת הפרשה – הכליות שטוחות ומוארכות, והן מחולקות ל"כליוניות" (ביחיד - reniculus; ברבים - reniculi) רבות, מבנה שמגביר את יעילותן (כל "כליונית" היא בעלת אספקת דם וצינורית שתן משלה).

תפוצה ונדידה

ברחבי העולם 
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 
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 ו-3 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.

נדידה 
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 ליווייתנים 
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.

ביולי 2023 נסחפו לווייתני נתב גדול-סנפיר לחוף מערב אוסטרליה, ולמרות נסיונות ההצלה, נאלצו להרדים את חלקם ונקבע מותם של 97 לווייתנים.

התנהגות ודרך חיים

שחייה, צלילה ונשימה
הלווייתנאים מניעים עצמם בעזרת זנבם העשוי רקמת חיבור. אונות הזנב נטולות עצמות, קשיחות למדי ומונעות על ידי ארבע רצועות של שרירים חזקים הנמצאים בבסיס הזנב ובחלקו האחורי של הגוף. צורתו של הזנב (בחתך רוחב, אונות הזנב נראות ככנפי מטוס) מקטינה את החיכוך עם המים ומספקת כוח עילוי חזק עם רכיב בכיוון התנועה, בעת הנעתו לשני הכיוונים. בסיס הזנב משוטח מצד לצד, מה שמקטין גם כן את החיכוך. הזנב מוזז מעלה ומטה (ולא לצדדים, כפי שקורה אצל דגים). הנעת הזנב מערבת את כל החלק האחורי של גוף הלווייתנאי. הסנפיר הגבי, שקיים אצל חלק מהמינים, מכיל גם הוא סיבי רקמת חיבור ומספק יציבות, בדומה לסנפירים הצדיים, שמכילים עצמות. הזרימה הלמינרית (זרימה סדירה בה קווי הזרימה כמעט מקבילים אלו לאלו ובה אין כמעט מערבולות) משופרת על ידי מבנה העור והרקמות שנמצאות מתחתיו. בתגובה ללחצי המים סביבו, עורם הגמיש של הלווייתנאים יכול לפתח באופן זמני אזורים בולטים ושקועים, שימנעו במידה מסוימת את יצירתן של מערבולות בטרם תתפתחנה. בנוסף, העור מכוסה בחומרי סיכה המקטינים את החיכוך. התאים החיצוניים של העור מפרישים טיפות זעירות של שמן, ושכבת התאים החיצונית של העור מוחלפת עד ל-12 פעמים ביום.

ללווייתנאים אוסף התנהגויות מיוחדות המאפיין אותם, בסמוך לפני המים (הערה: התנהגויות אלו עשויות להופיע גם אצל בעלי חיים אחרים, ואין הכוונה שמערכת התנהגויות זו מאפיינת רק את הלווייתנאים). חלק מהמינים אינם מבצעים אף אחת מההתנהגויות הללו, בעוד שהחלק האחר מבצע את חלקן או את כולן בתדירות המשתנה ממין למין. שוני זה עשוי לסייע רבות בזיהוי המין של קבוצת לווייתנאים. להלן חלק מהתנהגויות אלו:
 "Aerial activity" - תרגילים אקרובטיים מחוץ למים - כמה מיני דולפינים הם מהמינים הפעילים ביותר על פני המים: הם מבצעים מגוון תרגילים אקרובטיים מסובכים, כמו היפוכים, סיבובי "בורג" באוויר וסלטות.
 "Breaching" - הוצאת חלק גדול של הגוף מהמים, ולאחר מכן נחיתה עוצמתית ורועשת על פני המים. פעולה זו דורשת כוח רב, והיא מרשימה במיוחד כאשר מבצע אותה אחד ממיני הלווייתנאים הגדולים. הסיבות להוצאת הגוף בצורה כזו אינן ידועות לאשורן, אולם הועלו מספר הסברים אפשריים לכך: משמעות חברתית, כמו פעולת ראווה להדגשת דומיננטיות; אמצעי לתקשורת, או הסרת טפילים מהעור.
 "Spyhopping" - הוצאת פלג הגוף העליון מהמים בצורה אנכית כמעט לחלוטין. הסברה הרווחת היא שלווייתן שמוציא באופן כזה את גופו מהמים, צופה על פני המים ותר את סביבתו.
 "Lobtailing" - פעולה זו כוללת את הוצאת הזנב מהמים והצלפתו בעוצמה על פני המים. פשרן של הצלפות זנב אלו אינו ברור. בעבר הוצע כי זוהי דרך לתקשורת לא-קולית. לפי תאוריה אחרת, מטרת הצלפות אלה היא להפחיד טרף מתלהק (להקות דגים, למשל) ולקבץ אותו במרחב, על מנת שיהיה קל יותר לאכול אותם.
 "Bowriding" - מספר מיני לווייתנאים קטנים נצפים לעיתים שוחים על גל החרטום שנוצר על ידי ספינות שנעות במים. בזמן השחייה, הפרטים מחפשים את הנקודה המסוימת שבה כמעט ולא יצטרכו לשחות באופן פעיל.
מהירות השחייה של הלווייתנאים שונה ממין למין ומסוג פעילות למשנהו. הלווייתנאים הגדולים שוחים על-פי רוב במהירות נמוכה: כארבעה עד תשעה קילומטרים בשעה. ביכולתם לשחות במהירות גבוהה יותר, אולם רק למשך זמן קצר: כך לדוגמה, הלווייתן הכחול מסוגל לשחות במהירות של כ-40 קמ"ש במשך דקות ספורות. הדולפינים, לעומת זאת, משייטים במהירות ממוצעת של 15 - 22 קמ"ש. גם הם מסוגלים לשחות במהירות של 40 קמ"ש, אולם למשך זמן ארוך יותר מהלווייתנים הגדולים.

לפני שהם צוללים, הלווייתנאים עולים לפני המים, נושמים וממלאים את ריאותיהם באוויר. בתוך פתח הנשימה של לווייתני שיניים מצויים "שסתומי אף" (Nasal plugs) אטומים למים, הנפתחים ונסגרים בעזרת כיווץ שריריים רצוניים (תהליך הנשימה של הלווייתנאים אינו רפלקסיבי). הריאות יעילות מאוד בהעברת חמצן מהאוויר לדם, ובצלילות שעומקן עולה על 100 מטרים הריאות קורסות כמעט לחלוטין. רוב החמצן המיועד לצלילה מאוחסן בדם ובשרירים, שם נחיצותו גבוהה. דמם של הלווייתנאים עשיר בהמוגלובין, שנושא את החמצן לגופו ולמוחו של הלווייתן. שריריו, לעומת זאת, עשירים במיוגלובין, שהוא חלבון שנקשר לחמצן ומאחסן אותו בשרירים לצורכי חילוף חומרים מקומי במהלך הצלילה. המיוגלובין הוא שמעניק לבשר הלווייתנאים את צבעו הכהה; הראשתן גדול-הראש מסוגל לצלול לעומק רב ולמשך זמן ארוך, בין היתר בעקבות ריכוז גבוה במיוחד של מיוגלובין בשריריו, ולכן צבע שריריו כמעט שחור.

בנוסף, ללווייתנאים רשתות מיוחדות של כלי דם שנקראות "רשתות מופלאות" (Retia mirabilia). רשתות מורכבות אלו מכילות כלי דם מעוקמים ומפותלים. כלי הדם הללו יוצרים גושים צפופים של רקמות הובלה (רקמות ווסקולריות; Vascular tissue) בדופן הפנימי של חלל החזה בסמוך לעמוד השדרה, וכן באזורים אחרים. מספר תאוריות הועלו באשר לתפקידה של הרשת המופלאה: מלכודת עבור החנקן שמבעבע מחוץ לדם בזמן עלייה לפני המים מצלילות עמוקות; וסת-נפח הממתן שינויי לחץ בבית החזה כאשר לחץ המים משתנה (בזמן צלילה או חזרה לפני המים); עתודות זמניות של דם רווי בחמצן שנועדו למוח, ואף וסת של טמפרטורת הדם.

בזמן מנוחה, הלווייתנאים שואפים ונושפים אוויר כארבע פעמים בדקה לערך. לשם השוואה, בני האדם נושמים כ-15 פעמים בדקה בזמן מנוחה. ריאותיהם של הלווייתנאים קורסות בזמן צלילה, וכך האוויר נדחס לתוך קנה הנשימה הלא-חדיר לגזים, ובכך כמות החנקן שעוברת לדם קטנה משמעותית. התאמה זו חיונית, שכן רמות גבוהות של חנקן בדם עלולות לגרום למחלת האמודאים (מחלה הנגרמת כתוצאה מבועות חנקן הנוצרות בעקבות מעבר מהיר מלחץ אטמוספירי גבוה לנמוך; Decompression sickness) בזמן עלייה לפני המים. בזמן הנשיפה, אחוז החמצן באוויר הננשף יכול להגיע ל-1.5%, שהוא שיעור נמוך לעומת אחוז החמצן באוויר (כ-20%). בנשימה אחת, הלווייתן מחליף אחוז גבוה מאוד מנפח הריאות שלו באוויר חדש (אוורור), פי שלושה עד ארבעה מ-15 האחוזים אצל האדם. בכל נשיפת אוויר, כאמור, נפלט סילון של אדים.

כיוון שהלווייתנאים חיים בסביבת מחיה חשופה שבה הסכנה עשויה לבוא מכל כיוון, גם מלמעלה או מלמטה, וכיוון שהם חייבים לנשום גם בזמן השינה, הם פיתחו אדפטציה מיוחדת לצורך כך: בזמן השינה, חצי ממוחם ישן, בעוד שחציו השני ער. החצאים "מתחלפים" תוך כדי השינה על מנת שכל חלקי המוח יזכו למנוחה. אדפטציה זו נותנת מענה לצורך נוסף: אם הלווייתנאים לא היו זזים במהלך השינה, איבוד החום שלהם היה רב מדי - שכן ייצור החום יורד כשהגוף לא בתנועה. לכן, שנתם של הלווייתנאים נעשית בתנועה המנווטת על ידי אונה אחת בלבד של המוח.

אספקת הדם של הלווייתנאים מותאמת לחיסכון בצריכת חמצן בעת הצלילה, וכן לטמפרטורות הנמוכות שבימים הקרים ובמעמקים: במהלך צלילות ממושכות, קצב לבם של הלווייתנאים יורד משמעותית (ברדיקרדיה), וזרימת הדם מוגבלת לכל האיברים, למעט הלב, המוח והשלייה. בשילוב עם העובדה שאספקת הדם לשכבת השומן העבה של הלווייתנאים נמוכה מאוד, איבוד חום הגוף שלהם יורד משמעותית. כלי הדם בעור מתכווצים גם הם, וכך איבוד החום לסביבה פוחת עוד יותר.

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.

התגלה כי בפיהם של סוגים מסוימים של לווייתני מזיפות ישנו איבר מיוחד - פקק לוע - הסוגר על הקנה והוושט בשעת הסתערות אכילה והצפת הפה במים. כשהלווייתן מוכן לבלוע, הפקק נע כלפי מעלה ומגן על דרכי הנשימה העליונות. באותה עת נסגר הלוע ואוטם את הקנה. כך מתאפשר מעבר המזון רק אל הוושט.

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.

תקשורת והתמצאות

באופן עקרוני, צורת התקשורת העיקרית של הלווייתנאים היא באמצעות השמעת קולות - נקישות, שריקות או פעימות. קולות אלו משמשים הן לתקשורת בין הפרטים, הן להתמצאות בסביבה, והן לאיתור וללכידת מזון. לווייתני השיניים מסוגלים להשתמש באיכון הד (ביסודו של דבר, פליטה של אלומת גלי קול בעלת עוצמה גדולה, טווח תדרים רחב ומשך קצר, המכונה נקישה-Click) על מנת לאתר את הגודל והמרקם של העצמים שלפניהם בצורה מדויקת מאוד. בניגוד לדגים מסוימים כדוגמת הכרישים, חוש הריח של הלווייתנים אינו מפותח. יש לשער, בהתחשב בראות הגרועה של הסביבה הימית ובעובדה שגלי קול עוברים היטב במים, כי חלק מהצלילים שהאוזן האנושית יכולה לשמעם המופקים על ידי הלווייתנאים ממלאים תפקיד בניווט שלהם. כך למשל, ייתכן שגם לווייתני המזיפות מעריכים באמצעות הקולות הרמים שהם מפיקים את עומק המים או מאתרים מכשול גדול הנמצא לפניהם, אם כי אין עדות ישירה לכך שהם משתמשים באיכון הד כפי שעושים זאת לווייתני השיניים. אצל האחרונים מידת המורכבות של הצלילים ושל איכון ההד גבוהה במיוחד, וכך התפתח אצלם אבר המֶלון, המשמש לריכוז ולהכוונת אלומת גלי הקול. איכון ההד מסייע ללווייתנאים בפעילויות נוספות כמו ציד וחיזור. כך למשל, הראשתן גדול-הראש צולל לעומק רב, ושם הוא מאתר את מזונו באמצעות איכון ההד. שיטת הפעולה פשוטה ומזכירה את שיטת חיפוש הטרף של העטלף: הראשתן גדול-הראש משמיע נקישות בקצב קבוע; כשהוא מאתר פריט מזון מסוים, הוא שוחה לעברו ובמקביל מגביר את קצב הנקישות עד לאכילתו. תאוריה אחרת גורסת שנקבות הראשתן גדול-הראש מסוגלות, באמצעות ניתוח הנקישות וההדים שמשמיע זכר, להעריך מרחוק את גודל ראשו, ולהחליט אם ברצונן לפוגשו.

מבחינה אנטומית, הקולות מופקים בנחיר הפנימי, עוברים ברקמת המלון (שם אלומת גלי הקול מתרכזת), ובחזרתם הם נקלטים בגופי שומן בלסתות התחתונות (בשחור באיור), המעבירים אותם לאוזן הפנימית. בשל כך, תפקידן של תעלות השמע של האוזן התיכונה פחוּת ממקבילותיהן ביונקים היבשתיים, ואצל מיני לווייתנאים מסוימים תעלות השמע אף סתומות בחלקן.

התקשורת הקולית בין פרטי הלווייתנאים התפתחה לרמה גבוהה במיוחד בדמות שירת הלווייתן. שירה זו היא אוסף של קולות דמויי שריקה שמפיקים לווייתנאים לשם תקשורת ביניהם. המונח "שירה" נמצא בשימוש במיוחד כשהוא נועד לתאר תבנית צפויה וחוזרת על עצמה של צלילים ארוכים בתדר נמוך, שמשמיעים מינים מסוימים של לווייתנאים (במיוחד לווייתן גדול-סנפיר) בצורה המזכירה לחוקרי הלווייתנאים שירת ציפורים או אף שירה אנושית. כל הלווייתנאים תלויים בצלילים לצורך תקשורת והתמצאות במידה רבה יותר מקרוביהם היבשתיים, משום שמתחת לפני המים הראייה קשה בשל בליעת האור על ידי המים. חסרונו של חוש הראייה בולט בעיקר בנהרות, בית גידולם של דולפיני הנהרות כדוגמת הבאיג'י - העכירות הגבוהה-יחסית הביאה לכך שחוש הראייה יצא משימוש באופן כמעט מוחלט והעיניים התנוונו.

רוב לווייתני המזיפות מפיקים קולות בתחום התדרים של 10 עד 15 הרץ. עם זאת, ביולוגים ימיים מהמכון האוקיינוגרפי "וודס הול" דווחו בכתב העת "ניו סיינטיסט" בדצמבר 2004 כי עקבו במשך 12 שנה אחר לווייתן בצפון האוקיינוס השקט ש"שר" בתדר של 52 Hz. המדענים אינם מסוגלים להסביר כיום את החריגה הדרמטית מהנורמה, עם זאת הם אומרים כי הם בטוחים שהלווייתן היה לווייתן מזיפות. כיוון שהסיכויים שמדובר במין חדש הם קלושים ביותר, מתברר שלמין ידוע של לווייתנים יש תחום תדרים נרחב יותר ממה ששיערו קודם. רוב הלווייתנים האחרים והדולפינים מפיקים צלילים בדרגות משתנות של מורכבות. מקרה מיוחד הוא הלבנתן המפיק מגוון נרחב של שריקות, נקישות ופעימות ולכן יש המכנים אותו "כנרית ים".

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 בזה וילטפו זה את זה. 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, הגור עשוי 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 – 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 קרבה (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 לווייתנית 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 להיפופוטמיים 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.

עידן ההולוקן וטקסונומיה מודרנית

בסדרת הלווייתנאים שלוש תת-סדרות: לווייתנים קדומים, לווייתני מזיפות ולווייתני שיניים. הלווייתנאים הקדומים הם האבות הקדמונים של כל מיני הלווייתנאים המצויים כיום, אך הם עצמם נכחדו כליל. הלווייתנאים הקדומים היו בעלי שיניים. לווייתנאים אלו נכחדו במחצית השנייה של עידן האוליגוקן. לפני היכחדותם, כאמור, התפצלו מהם לווייתני המזיפות ולווייתני השיניים. התפצלות זו מתוארכת לתקופה שקדמה אך במעט לגבול בין עידני האאוקן והאוליגוקן, כלומר לפני 35 מיליוני שנים לערך.

הופעתם של המינים הגדולים ביותר של הלווייתנים - מינים מתת-סדרת לווייתני המזיפת - החלה לפני כ-2–3 מיליון שנים, ייתכן שבעקבות שינוי תפוצת המזון בעולם כתוצאה מגידול כיסוי הקרח בחצי הכדור הצפוני. במקביל לצמיחתם של מיני לווייתנים שונים, החלה העלמות של מיני לווייתנים קטנים. בתקופה זו הופיעו כמה מהחולייתנים הגדולים ביותר שהתקיימו אי פעם, ביניהם הלווייתן הכחול, שהוא החולייתן הגדול ביותר אי פעם המוכר למדע.

כיום מרבית מיני הלווייתנאים הם לווייתני שיניים, ומיעוטם לווייתני מזיפות. קיימים הבדלים פיזיולוגים והתנהגותיים רבים בין לווייתני השיניים ולווייתני המזיפות, בהתאם לאדפטציות ההתנהגותיות והפיזיולוגיות שאימצו. בתחילת דרכם גם ללווייתני המזיפות היו שיניים, אולם אלו הלכו והתנוונו עם הזמן ואת תפקידן החליפו המזיפות.

לווייתני המזיפות והשיניים נבדלים גם בהיבטים הקשורים במיון המודרני. בעוד שהמיון של לווייתני המזיפות החיים יציב למדי, בעיקר בשל כך שמספר המינים קטן והחלוקה די ברורה, המיון של לווייתני השיניים בעייתי יותר. דיונים ערים באשר ליחסים בין המשפחות עדיין מתקיימים, בהסתמך על מחקרים מורפולוגיים ומולקולריים גם יחד. עם זאת, מוסכם כי הראשתניים ולווייתני המקור היו הראשונים להתפצל מהענף של לווייתני השיניים. בהקשר זה בולטת קבוצת דולפיני הנהרות, קבוצה פרפילטית - זוהי קבוצה מלאכותית המכילה מינים שהתפתחו במספר פלישות בלתי תלויות בזמן ובמרחב מהים למערכות נהר מבודדות לגמרי אחת מהשנייה.

מיון הלווייתנאים:
 תת-סדרת לווייתני מזיפות (Mysticeti)
 משפחת בלניים (Balaenidae)
 משפחת לווייתני ענק (Balaenopteridae)
 משפחת לווייתנים אפורים (Eschrichtiidae)
 משפחת בלניים מפותחים (Neobalaenidae)
 תת-סדרת לווייתני שיניים (Odontoceti)
 משפחת ראשתניים (Physeteridae)
 משפחת ראשתנים ננסיים (Kogiidae)
 משפחת לווייתני מקור (Ziphiidae)
 משפחת פוקניים (Phocoenidae)
 משפחת דולפיניים (Delphinidae)
 משפחת חדשיניים (Monodontidae)
 משפחת נהרתניים (Platanistidae)
 משפחת איניים (Iniidae)
 משפחת ליפוטיים (Lipotidae)
 משפחת פונטופוריים (Pontoporiidae)

הלווייתנאים והאדם

הקשרים בין בני האדם ללווייתנאים הם ותיקים ביותר ועברו שינוי מהותי מהימים בהם הם נחשבו למקור מזון ותו לא, עד המאה ה-21 בה הלווייתנאים עומדים מול בעיות חדשות. בתקופת האבן ניצודו הלווייתנאים בקנה מידה קטן, בעיקר לשם אכילת בשרם (ראו למשל המאכל מאקטאק). ציד הלווייתנאים התרחב החל ממאה ה-10 לספירה באזור מפרץ ביסקיה. בתחילת המאה ה-12 החל השימוש גם בשמן הלווייתנאים לצרכים רבים, כמו תאורה וייצור סבונים ועור. שלד הלווייתנאים שימש בבנייה וכחומר גלם לקישוטים שונים. המזיפות של לווייתני המזיפות שימשו כחומר גלם גמיש במגוון של מוצרים מסחריים, כמו חישורי מטריות ומחוכים.

ציד לווייתנים
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 בלווייתנים
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 לווייתנים
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.

הלווייתנאים והסביבה 
ללווייתנאים - ולמערכת האקולוגית הימית שהם במרכזה - תפקיד חשוב בהשפעה על איכות הסביבה.

הלווייתנים צוברים בגופם לאורך חייהם פחמן מהאטמוספירה, ובפרט פחמן דו-חמצני המשמעותי לאפקט החממה. לווייתנאים גדולים יכולים לצבור למעלה מ-33 טון פחמן דו-חמצני בשנה, כאשר לשם השוואה עץ סופג כ-25 ק"ג בשנה - פחות מאלפית לעומת הלווייתנים הגדולים ביותר. בנוסף, בניגוד לעצים שאם הם נשרפים או נופלים מחזירים את הפחמן שאגרו לאטמוספירה, הלווייתנאים שמתים בים באופן טבעי שוקעים לקרקעית האוקיינוס שם נקבר הפחמן.

הלווייתנאים מקיימים קשרי סימביוזה עם אוכלוסיית הפיטופלנקטון, שנכון לעשור השני של המאה ה-21 פולטת לאוויר העולם כ-50% מהחמצן, ולוכדת כ-37 מיליארד טון של פחמן דו-חמצני (בדומה לכ-1.7 מיליארד עצים), כמות שמוערכת בכ-40% מהפליטות. קיומם של הפיטופלנקטון בטבע תלוי בקיומם של הלווייתנאים, מכיוון שפיטופלנקטון משגשגים בסביבת ההפרשות של הלווייתנאים שמכילות את חומרי המזון של הפיטופלנקטון. נדידת הלווייתנאים מסייעת להתפתחות פיטופלנקטון ברחבי העולם.

לאחר סדרת מחקרים שבוצעו בנושא בעשור השני של המאה ה-21, קראו החוקרים להגברת שימור חיי הלווייתנאים למען הסביבה, וכזווית חשובה ונוספת להתמודדות עם ההתחממות הגלובלית.

בתרבות

במהלך ההיסטוריה היה ללווייתנאים מעמד מיוחד בעיקר בתרבויות שהתקיימו באזורים הסמוכים לחוף הים, לתרבויות שהתקיימו באיים או לתרבויות בעלות צי-סוחר גדול. מטבע הדברים, לווייתני השיניים הקטנים (ובהם הדולפינים), שלעיתים קרובות שוחים בסמוך לחופים, היו מוכרים יותר לרוב התרבויות מאשר לווייתני המזיפות גדולי הממדים. בעוד שלווייתני השיניים נצפו לעיתים קרובות מהחופים, הרי שעל לווייתני המזיפות ניתן היה ללמוד רק במקרה שעלו אל החוף, או מתצפיות של מלחים ויורדי-ים. מכיוון שכך, סביב הלווייתנים הגדולים התפתחו מיתוסים ואגדות שונות, וחוסר הידע אודותם גרם לכך שבמקרים רבים התייחסו אליהם כאל מפלצות ימיות מסתוריות. המפגש בין הלווייתנאים לבני האדם החל כבר בתקופת האבן – ממצאים מקוריאה הדרומית המתוארכים ל-6000 לפנה"ס עשויים להיות עדות ארכאולוגית לציד לווייתנים בידי אנשי תקופת האבן.

בין היוונים והרומאים העתיקים, התייחסויות מפורטות ללווייתנים ניתן למצוא בעיקר בכתביהם של אריסטו, פליניוס הזקן ומקרוביוס. פליניוס תיאר את עמוד האדים שמזרימים הלווייתנים דרך חור הנשיפה שלהם, ואמברוסיוס אף טען שהלווייתנים יכניסו את גוריהם הקטנים אל פיהם במטרה להגן עליהם. היוונים הקדומים אף הביעו את הערכתם לדולפינים וללווייתנים בכך שקראו על-שמם שתי קבוצות כוכבים נפרדות, לווייתן ודולפין. היוונים-הקדומים התייחסו בחיבוריהם בעיקר לדולפינים (לווייתני השיניים) ולא ללווייתנים. במיתולוגיה היוונית מוצג הדולפין כיצור אלטרואיסטי המסייע לבני-האדם, ומנגד ייתכן שהלווייתנים הגדולים היוו השראה למפלצות ימיות אחדות שמתוארות במיתולוגיה. גם בתנ"ך מוזכר הלווייתן, שהוא מפלצת מים מיתית המתואר בדרך-כלל בציורי התנ"ך כתנין עצום או כנחש ים אימתני. לפי התיאור התנ"כי המובא במספר פסוקים הלווייתן הוא יצור ימי, שבבוא היום ייהרג על ידי אלוהים: . הלווייתן המקראי זכה להתייחסות בספרות הדתית לדורותיה, ביהדות ובנצרות כאחד. בספר יונה מסופר שיונה נבלע על ידי "דג גדול" לאחר שנזרק לים: . במקרא לא מצוין שה"דג" הוא לווייתן אך מקובל לזהות אותו כלווייתן מסוג ראשתן גדול-ראש.

במדרש מתואר שהלווייתן נברא בבריאת העולם ונגנז לצדיקים לעתיד לבוא, יחד עם שור הבר (אינו קשור למה שהיה קרוי שור הבר ונכחד). זאת כנראה משמעות התפילה שאומרים בהושענא רבה ביציאה האחרונה מהסוכה: 

בימי הביניים סופרו סיפורים לא מעטים על היתקלויות במפלצות ימיות שונות, שככל הנראה היו למעשה לווייתנאים. מכיוון שהמחקר הזואולוגי לא היה מפותח, בני אירופה של אותה התקופה זיהו את היצורים האימתניים שבהם פגשו כמפלצות. מראשית ימי הביניים ועד תחילת ציד הלווייתנים המסיבי במאה ה-17, עיקר המידע על לווייתני מזיפות גדולים הגיע מתצפיות אקראיות וחלקיות של מלחים או מגופות לווייתנים שנסחפו אל החוף. בני אירופה לא נתקלו לעיתים קרובות ביצורים גדולים כל כך, ולכן מטבע הדברים היסחפות לווייתנים גדולים לחוף עוררה התרגשות רבה. הדבר נכון במיוחד עבור הראשתן גדול-הראש, שבדרך כלל עלה על החוף בכמויות גדולות ולא כפרטים בודדים. הציד שהתרחש בקנה מידה גדול מאוד בין המאות ה-17 וה-19, הביא לכדי כליון אוכלוסיות רבות של לווייתנים, אך מצד שני סיפק לאדם מידע רב על אורחות חייהם, והניב תיאור בהיר וצלול יותר של הלווייתנים. באותה התקופה תוארו לווייתני הענק כיצורים אימתניים שנלחמים בעוז בציידי הלווייתנים, תיאורים שמצאו את דרכם גם לספרות של אותה התקופה. מקומם של הלווייתנים לא נפקד גם בספרות הקלאסית: אזכורם המוכר ביותר הוא ברומן הידוע מובי דיק מאת הרמן מלוויל (1851), המספר על ספינת ציד לווייתנים שקברניטה, אחאב, רודף כאחוז דיבוק אחר ראשתן גדול-ראש לבקן ענק בשם מובי-דיק, שבמסע ציד קודם כרת את רגלו. אף שהרומן הוא בעיקרו אלגוריה מורכבת, כלל בו מלוויל, שהפליג בעצמו בספינה לציד לווייתנים במשך שנה וחצי, תיאור מדויק של החיים על ספינת ציד, איתור לווייתנים, מעקב אחריהם וציד לווייתנים. הלווייתנים מוזכרים אף בספר המדע-בדיוני הקלאסי 20,000 מיל מתחת למים מאת ז'ול ורן.

במאה ה-20 חל מפנה בהתייחסות ללווייתנאים בכלל וללווייתנים בפרט. עם התפתחות המחקר המדעי לווייתני המזיפות הגדולים כבר לא הוצגו כמפלצות ימיות נוראיות, המטביעות ספינות ומתקיפות יורדי-ים, אלא כיצורים שלווים, אינטליגנטים וידידותיים שנהרגו על לא עוול בכפם על ידי בני אדם, במהלך הציד ההמוני. כפועל יוצא של שינוי זה, נחקקו חוקים ואמנות בינלאומיות האוסרות על ציד לווייתנים, ועם התפתחות הארגונים לשמירת הסביבה החלו מאבקים להגנה על לווייתנאים המצויים בסכנת הכחדה. גם מקומם של לווייתני השיניים והדולפינים לא נפקד משינוי תרבותי זה: הם החלו לככב כדמויות חביבות ומסבירות פנים בסרטי קולנוע, בספרים ובתוכניות טלוויזיה. מטבע הדברים, ההצגה החיובית של הלווייתנאים בתרבות הפופולרית, יחד עם סדרות דוקומנטריות שהציגו את אופיים האמיתי, שיפרו אף הם את מעמדם של הלווייתנאים בציבור.

לקריאה נוספת
 Annalisa Berta and James L. Sumich, Marine Mammals: Evolutionary Biology, Academic Press, 1999.
 John E. Reynolds III and Senitel A. Rommel, Biology of Marine Mammals, Smithsonian Institution Press, 1999.
 William F. Perrin, Bernd Wursig and J. G.M. Thewissen (Editors), Encyclopedia of Marine Mammals, Academic Press, 2002.
 Professor Sir Richard Harrison and Dr. M. M. Bryden, Whales, Dolphins and Porpoises, Intercontinental Publishing Corporation 1988.

קישורים חיצוניים

כללי
 אליסון פור, Order Cetacea, אתר "ADW": מידע כללי על הלווייתנאים, בתוספת טקסונומיה ותמונות.
מיכאל מילינקוביץ' ואוליבר למברט, Cetacea: Whales, dolphins, and porpoises, מאמר מקיף הסוקר את אורח חייהם של הלווייתנאים, ובייחוד את האבולוציה והטקסונומיה
 Whales: The order of Cetacea, באתר הוועידה הבינלאומית לציד לווייתנאים
 דאגלס פוטוימה, Cetacea Evolution - הסבר קצר על האבולוציה של הלווייתנאים, בצירוף איורים
 Evolution of Cetaceans Dolphins and Whales- מאמר מקיף יותר על התפתחות הלווייתנאים
 מחמל"י - דף הבית של מחמל"י
 דלפיס - דף הבית של דלפיס

הלווייתנאים ואנחנו, סדרת כתבות על יחסי האדם והלווייתן בערוץ האקדמי מיסודה של אוניברסיטת חיפה
מאמר על ראיה חדשה ליצירת דרכי תקשורת ייחודיות לשבטי לווייתנים, ארסטכניקה/מדע/יוני 2016
 ידיעות עיתונאיות היסטוריות על לווייתנים וציד לווייתנים בתוך "שפת הים" - ים וספנות בעיתוני ההשכלה והתחייה, 1918-1856.

שימור
 From over-Exploitation to Total Prohibition - מסמך העוסק בציד הלווייתנאים, בתנודות באוכלוסייתם ובמצבם הנוכחי
 

מדיה
תמונות וסרטונים של מיני לווייתנאים שונים, באתר "ARKive"
תמונות וסרטונים של לווייתנאים שונים (הטקסט בצרפתית), באתר "cetace.info"
 קובצי-קול של מיני לווייתנאים שונים, באתר "sons de mar"
 קבצים נוספים של "שירת הלווייתן", באתר מיזם "avant garde"
תמונות רבות של לווייתנאים, באתר Flickr

הערות שוליים

sq:Balena

בעלי חיים שתוארו ב-1762
טקסונים שתוארו בידי מטוראן ז'אק בריסון
בעלי חיים בתנ"ך
סדרות בעלי חיים