לווייתנאים
יכולות למידה > 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.