海生哺乳动物，最著名的是鲸类，包括鲸和海豚，是海洋之中适应性最强的动物之一。海洋哺乳动物是哺乳类中适于海栖环境的特殊类群，通常被人们称作为海兽。是海洋中胎生哺乳、肺呼吸、恒体温、流线型且前肢特化为鳍状的脊椎动物。海洋哺乳动物主要包括鲸目、鳍脚目和海牛目。我国现有各种海兽39种。都是从陆上返回海洋的，属于次水生生物。属游泳生物。
它们体呈流线型、前肢特化为鳍状、体温恒定、胎生哺乳和进行肺呼吸的海洋脊椎动物。又称海兽。它们都是由陆上返回海洋的,属于次水生生物。一般包括鲸目、鳍脚目、海牛目的所有动物,以及食肉目的海獭和北极熊。鲸目动物（如鲸、海豚）和海牛目动物（如儒艮、海牛）终身栖息在海里，为全水生生物；而鳍脚目动物（如海豹、海狮）需要到岸上进行交配、生殖和休息，食肉目的海獭和北极熊仅在海中捕食和交配，为半水生生物。生活在河流和湖泊中的白暨豚、江豚、贝加尔环斑海豹等，因其发展历史同海洋相关,也被列为海洋哺乳动物。
同现生的海洋生物相比，在两千万年之前，海豚便已经达到了相当高的智力水平，这也许要归功于海洋之中稳定的生活环境。海獭、海豹、海象和海牛并不能够完全地适应海洋生活，它们已经具有了许多陆地生活的特征。海牛（如图1），这个生物在佛罗里达州的海域之中生活了达4,500万年之久，现在却是一个濒危物种。
体型最小的鲸类似乎正受到北极冰冷的海水中低温的威胁。它拥有哺乳动物普遍的新陈代谢供热系统，一只小体型的鲸似乎不能很容易地保持体温。但是，尽管他们体型非常小，但它们却维持着一个稳定的内部体温，华氏98.7（约37摄氏度）度，和人类体温一样。和其他的拥有相同重量的哺乳动物相比，这些鲸类的基本新陈代谢速度是别的动物的三倍，这样才使得它们能够维持在这个体温水平。这样的一个直接结果便是，与同体形的陆生动物相比，它们必须消耗三倍以上的食物和氧气才能够维持这个新陈代谢水平。
鳍足类，这个词的意思是“足状的鳍”，是一类拥有四个鳍状肢的海生哺乳动物，三种现生的种类包括海豹、海狮和海象。真正的海豹（如图2）没有耳朵，被认为是从鼬鼠类或者水獭类演化而来。作为对比，海狮和海象被认为是从熊类演化而来。这种双重演化方式，称为二源演化，使得本身不相似的鳍足类，因为共同面临并适应了水生的生活环境而变得外形上相似，这叫“演化的趋同”。尽管如此，它们在鳍足上的相似性，表明在数百万年之前，它们都从同一种陆生的哺乳动物演化而来。
一个世纪以来，动物学家们都在思考这么一个问题，即演化过程是如何制造出像鲸这样精巧独特的生物的，这使得鲸成为了一个神秘的现象。众所周知，鲸这种缺腿的怪兽，是从有蹄类哺乳动物演化而来的，有蹄类最有名的特征便是一套（四个）有蹄的脚。鲸在游泳、潜水和觅食等生活方式上可以比得上甚至超过了鱼类和鲨鱼。在演化初期，它们也许经历了一个类似于海豹的两栖生活方式的阶段。
而今天，它们最近的亲戚类动物是偶蹄类，或者说是具有偶数个脚指头的有蹄类哺乳动物，比如说牛、猪、鹿、骆驼、长颈鹿和河马。尽管如此，是否应该将鲸归入有蹄类哺乳动物，这仍然是个值得商榷的事情。基因的证据表明，鲸和河马是近亲。这两个类群对水生生活环境都有相似的适应性，比如都有哺育其后代的能力和在水下进行通讯的能力。鲸和河马的共同组向，有可能在5,500万年前的一次大胆的冒险里进入了水中，从此演化出了它的两个后裔。一个研究小组在巴基斯坦的西南部发现了大约4700万年前的另一种动物骨骼化石，这些化石也提供了有力的形态学证据，证明鲸不是与中爪兽，而是与偶蹄类有亲缘关系，并且是偶蹄类的后代。
化石证据表明，现生的鲸类的祖先是四足的、食肉的哺乳动物，在5.7亿年前，它们在陆地上行走，或者是在河里或湖泊里游泳。最早的鲸类也许有四肢，不过它们的四肢在岸上行走时相当笨拙。尽管如此，它们巨大的脚和灵活的脊椎骨使得它们可以波浪形地扭动它们的身体，像现生的鲸一样在水中游泳。然而现生的鲸只保留有腿骨的残余，并且缺乏踝骨。早期的鲸也许是生活在淡水里面，后来才慢慢向海洋进军。
在生物的进化史上，从古代的陆上四足动物到现今的水中哺乳动物，一直缺少了一环。因此，学者们认为，古鲸化石恰恰填补了这一空缺。原来，古鲸生殖及哺育后代的活动都是在陆地上进行的，就如现在的海狮、海狗、海豹等动物一样。但是，生物的进化往往受环境变化的影响，大约在5000万年以前，由于水中的食物和掠食者的比例相对于陆地环境更易于古鲸生存，它们便开始进入靠近岸边的浅海里；大约在距今1000万年时，古鲸的后代进化得与现代鲸非常相似，它们长着尾巴和短短的脖子，后足也退化为鳍状的附属物，习惯了在海中生活，从此它们就不再上岸来了。
澳大利亚科学家发现了一种长有锋利牙齿的看起来十分凶残的远古鲸鱼化石，这些化石是在东南部维多利亚一个名叫JanJuc的小镇附近发现的，因此科学家将它命名“Janjucetus”。上世纪末，一位在维多利亚海滩上冲浪的少年发现了这具化石，多年来它一直被当作普通化石放置在莫纳什大学一位学者的办公室里，Fitzgerald教授得到样本后经过三年的研究，最近公布了他的新发现。他推断，这种鲸鱼生活在2500万年前，可能是现存须鲸的祖先。
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