Bộ Cá voi

Cú nhảy khỏi mặt nước của cá voi lưng gù (Megaptera novaeangliae)

Các loài cá voi đã tiến hóa từ các động vật có vú sống trên đất liền (có thể nhất có lẽ là từ tổ tiên chung là các dạng động vật ăn thịt có móng guốc, cùng nhánh chị em đồng tiến hóa kia là các động vật guốc chẵn (Artiodactyla) như lợn và hà mã). Chúng có lẽ đã thích nghi với cuộc sống đại dương vào khoảng 50 triệu năm trước.

Artiodactyla, nếu như loại bỏ nhóm Cetacea, là một nhóm đa ngành. Vì lý do này, thuật ngữ khoa học Cetartiodactyla (cá voi+guốc chẵn) đã được tạo ra để chỉ nhóm chứa cả động vật guốc chẵn và cá voi (mặc dù vấn đề có thể dễ dàng giải quyết bằng cách coi Cetacea là một phân nhóm của Artiodactyla).

Trong khoảng thời gian vài triệu năm thuộc thế Eocen, các động vật dạng cá voi đã quay lại sống dưới biển, nơi đã từng là hốc sinh thái cho các dạng động vật săn mồi to lớn, kiếm ăn ở bề mặt nước nhưng đã bị bỏ hoang kể từ khi các loài bò sát của các nhóm Mosasaur (họ Mosasauridae) và Plesiosaur (phân bộ Plesiosauroidea) bị tuyệt chủng. Do sự tăng lên của không gian sinh sống nên đã không có giới hạn tự nhiên đối với kích thước của động vật dạng cá voi (cũng nghĩa là trọng lượng cơ thể mà các chân của chúng có thể duy trì được) do nước có sức nổi. Cũng chính vì thế mà chúng không còn cần tới các chân nữa.

Cũng trong khoảng thời gian này, động vật dạng cá voi đã mất dần đi các thuộc tính phù hợp cho sự sinh tồn trên đất liền và thu được các cơ chế thích nghi với cuộc sống dưới nước. Các chi sau biến mất và cơ thể của chúng trở thành thon và thuôn hơn – hình dạng cho phép chúng có thể di chuyển nhanh trong nước. Đuôi nguyên thủy của chúng cũng chuyển dạng thành một cặp thùy đuôi có tác dụng dẫn lái khi chuyển động theo chiều dọc.

Như là một phần của quá trình thuôn hóa này, các xương trong các chi trước của cá voi đã hợp nhất lại với nhau. Theo dòng thời gian, cái trước đây là các chân trước đã trở thành một khối đặc gồm xương, mỡ và mô, tạo ra các chân chèo rất hiệu quả và làm cân bằng kích thước to lớn của chúng.

Để duy trì nhiệt cơ thể trong các vùng biển lạnh, các loài cá voi cũng đã phát triển lớp mỡ cá voi, lớp chất béo dày nằm giữa lớp da bên ngoài và lớp thịt bên trong, có vai trò như nguồn cung cấp năng lượng trong trường hợp cấp thiết. Ở một vài loài cá voi thì lớp mỡ này dày tới hơn 30 cm (1 ft). Không còn nhu cầu giữ ấm cơ thể từ bên ngoài nữa nên lớp lông của động vật dạng cá voi dần dần biến mất, tiếp tục làm giảm lực ma sát của khối cơ thể đồ sộ đối với nước.

Xương nhỏ ở tai trong gọi là xương búa bị hợp nhất với các thành của hốc xương nơi chứa các xương tai trong, làm cho việc nghe trong không khí gần như là không thể. Thay vì thế, sóng âm được truyền tải qua các xương hàm và xương hộp sọ.

Do các dạng cá voi là động vật có vú nên chúng cần lấy ôxy (quá trình hô hấp) trong không khí. Vì thế, chúng cần bơi tới gần mặt nước để thở ra không khí chứa nhiều điôxít cacbon và hít vào không khí chứa nhiều ôxy. Khi chúng bổ nhào xuống, các cơ khép lại lỗ phun nước (lỗ mũi), và nó bị khép chặt cho đến khi cá voi lại nổi lên bề mặt trong lần kế tiếp. Khi nó thực hiện công việc trao đổi khí thì các cơ lại mở lỗ phun nước để xả ra và hít vào không khí.

Các lỗ phun nước của cá voi đã tiến hóa để nằm ở vị trí trên đỉnh đầu, cho phép chúng gia tăng tốc độ xả không khí cũ và hít vào không khí mới. Khi không khí cũ, được làm ấm từ phổi, được thở ra, nó bị ngưng tụ lại do nó tiếp xúc với không khí lạnh hơn ở bên ngoài. Giống như động vật có vú trên đất liền thở ra trong những ngày lạnh giá, một đám nhỏ 'hơi nước' xuất hiện tựa như khói. Đám hơi nước này có hình dạng, độ cao, góc phun đặc trưng riêng cho từng loài. Vì thế, các loài cá voi có thể được những thợ săn cá voi hay những người theo dõi cá voi giàu kinh nghiệm nhận dạng từ xa bằng cách sử dụng đặc trưng này.

Các mắt của động vật dạng cá voi nằm ở hai bên trên phần phía sau của chiếc đầu lớn. Điều này có nghĩa là các dạng cá voi với 'mõm' nhọn (như các loài cá heo) sẽ có thị giác tốt hơn khi nhìn về phía trước và phía sau nhưng các dạng cá voi khác với đầu tù (như cá nhà táng), có thể nhìn tốt sang hai bên nhưng không thể nhìn trực tiếp về phía trước và phía sau. Các tuyến nước mắt của chúng tiết ra nước mắt trơn nhờn, giúp bảo vệ mắt trước nước mặn của biển cả. Cá voi cũng có thủy tinh thể gần như hình cầu trong mắt, có hiệu quả tập trung cao nhất đối với cường độ sáng yếu trong vùng nước sâu. Để bù lại cho thị giác nói chung là kém (ngoại trừ cá heo) là thính giác cực tốt.

Giống như mắt, các tai của động vật dạng cá voi cũng nhỏ. Cuộc sống dưới nước đã làm tiêu giảm các tai ngoài của chúng, mà chức năng của nó là thu thập các sóng âm thanh trong không gian và tập trung chúng nhằm mục tiêu cho chúng đủ mạnh để có thể nghe tốt. Tuy nhiên, do nước là môi trường truyền âm tốt hơn nhiều so với không khí, nên tai ngoài không còn là cần thiết nữa. Nó chỉ còn là một lỗ nhỏ trên da, ngay phía sau các mắt. Tuy nhiên, tai trong đã phát triển đủ tốt đến mức các loài cá voi có thể cảm nhận và nghe các âm thanh từ xa hàng chục dặm mà chúng còn có thể phân biệt được là âm thanh đến từ hướng nào.

Một vài loài cá voi còn có thể định vị bằng tiếng vang. Nhiều loài cá voi có răng phát ra các tiếng lách cách tương tự như các âm thanh trong định vị bằng tiếng vang, nhưng người ta vẫn chưa chứng minh được là chúng định vị bằng tiếng vang hay không. Các dạng cá voi tấm sừng hàm (Mysticeti) ít có nhu cầu định vị bằng tiếng vang, do chúng chỉ săn bắt các loài cá nhỏ và sẽ là không thực tế khi định vị bằng tiếng vang. Một số thành viên trong nhóm cá voi có răng (Odontoceti), như một vài dạng cá heo, thực hiện việc định vị bằng tiếng vang. Các dạng cá voi này sử dụng âm thanh tương tự như ở dơi (bộ Chiroptera) – chúng phát ra âm thanh (gọi là tiếng lách cách), các sóng âm này đi tới vật thể và bị phản xạ trở lại nơi phát ra. Từ âm thanh phản xạ trở lại này mà cá voi có thể phân biệt được kích thước, hình dáng, đặc trưng bề mặt và chuyển động của vật thể, cũng như xác định được khoảng cách đến vật thể đó. Với khả năng này cá voi có thể tìm kiếm, săn đuổi và bắt các con mồi bơi nhanh trong bóng tối hoàn toàn. Việc định vị bằng tiếng vang khá phát triển ở phần lớn các loài cá voi có răng và chúng có thể phân biệt được vật thể là con mồi và vật thể không là con mồi (như tàu thuyền, con người). Các dạng cá voi nuôi nhốt có thể được huấn luyện để phân biệt được các quả bóng với hình dạng và kích thước khác nhau.

Cá voi cũng có thể sử dụng âm thanh để liên lạc, với nhiều kiểu âm thanh khác nhau.

Các dạng cá voi khác nhau: 1- Cá voi đầu cong; 2- Cá hổ kình; 3- Cá voi đầu bò; 4- Cá nhà táng; 5- Kỳ lân biển; 6- Cá voi xanh; 7- Cá voi lưng xám; 8- Cá voi trắng.

Các dạng cá voi có thể chia thành hai nhóm khác biệt theo kiểu ăn uống. Nhóm 'cá voi có răng' (Odontoceti) như cá nhà táng, cá voi trắng, các loài cá heo, thông thường có nhiều răng, được sử dụng để bắt cá, mực hay các động vật biển khác. Chúng không nhai thức ăn mà nuốt toàn bộ. Trong một số ít trường hợp khi chúng bắt được các con mồi lớn, chẳng hạn khi cá hổ kình (Orcinus orca) bắt được hải cẩu, chúng xé con mồi thành các 'khúc' và nuốt toàn bộ.

Các dạng 'cá voi tấm sừng hàm' (Mysticeti) không có răng, thay vì thế chúng có các tấm làm từ kêratin (tương tự như các chất ở móng tay người) thả rủ xuống từ hàm trên. Các tấm sừng này có vai trò như một bộ lọc khổng lồ, lọc ra các động vật nhỏ (như động vật nhuyễn thể và cá) từ luồng nước biển. Các dạng cá voi trong nhóm này có cá voi xanh, cá voi lưng gù, cá voi đầu cong và cá voi lưng xám.

Không phải mọi loài cá voi của nhóm Mysticeti đều có thức ăn là sinh vật phù du. Các loài cá voi lớn trong nhóm này có xu hướng ăn các dạng cá nhỏ tụ tập thành đàn, như cá trích và cá mòi. Một loài trong nhóm Mysticeti, cá voi xám (Eschrichtius robustus), là động vật ăn ở tầng đáy, chủ yếu săn bắt các loài động vật giáp xác ở đáy biển (tôm, cua).

Các dạng cá voi là các động vật có vú, nghĩa là chúng là thành viên của lớp Mammalia. Họ hàng gần gũi nhất còn sinh tồn của các dạng cá voi là hà mã.

Là động vật có vú nên các dạng cá voi có các đặc trưng chung của nhóm động vật này. Chúng là động vật máu nóng, hít thở không khí bằng phổi, sinh con non và nuôi chúng bằng cách cho chúng bú sữa do mẹ tiết ra, có lông (mặc dù rất ít).

Một cách khác để phân biệt các dạng cá voi với cá thật sự là theo hình dạng đuôi. Đuôi của cá có dạng đứng thẳng và chuyển động từ bên này sang bên kia khi cá bơi lượn trong khi đuôi của các dạng cá voi – gọi là "thùy đuôi" – nằm ngang và chuyển động theo kiểu lên xuống, do các xương sống của cá voi bị uốn cong tương tự như ở xương sống của người.

So sánh kích thước của các loài dạng cá voi còn sinh tồn.

Phân loại trong bài này là gần giống như phân loại của Dale W. Rice trong Marine Mammals of the World: Systematics and Distribution (1998), một dẫn chiếu phân loại chuẩn mực trong lĩnh vực này. Nó cũng gần giống như phân loại trong Mammal Species of the World: ấn bản lần 3 (Wilson và Reeder chủ biên, 2005). Các khác biệt được ghi chú bằng cách sử dụng các viết tắt tương ứng như "Rice" và "MSW3". Các khác biệt khác do các phát hiện gần đây cũng được lưu ý. Xem thêm Danh sách các dạng cá voi tuyệt chủng để có thông tin về các họ đã tuyệt chủng.

Về danh pháp đồng nghĩa hay phân loài, đọc thêm các bài viết về các chi và loài tương ứng.

BỘ CETACEA

Phân bộ Mysticeti: Cá voi tấm sừng hàm

Họ Balaenidae: Cá voi đầu bò và cá voi đầu cong

Chi Balaena

Cá voi đầu cong, Balaena mysticetus

Chi Eubalaena

Cá voi đầu bò Bắc Đại Tây Dương, Eubalaena glacialis

Cá voi đầu bò Bắc Thái Bình Dương, Eubalaena japonica

Cá voi đầu bò phương nam, Eubalaena australis

Họ Balaenopteridae: Cá voi lưng xám

Phân họ Balaenopterinae

Chi Balaenoptera

Cá voi Minke, Balaenoptera acutorostrata

Cá voi Minke Nam Cực, Balaenoptera bonaerensis

Cá voi Sei, Balaenoptera borealis

Cá voi Bryde, Balaenoptera brydei

Cá voi Eden Balaenoptera edeni - Rice liệt kê như là một loài, MSW3 thì không.

Balaenoptera omurai - MSW3 liệt kê như là đồng nghĩa của cá voi Bryde nhưng gợi ý rằng điều này có thể chỉ là tạm thời.

Cá voi xanh, Balaenoptera musculus

Cá voi vây, Balaenoptera physalus

Phân họ Megapterinae

Chi Megaptera

Cá voi lưng gù, Megaptera novaeangliae

† Chi Eobalaenoptera

† Cá voi Harrison, Eobalaenoptera harrisoni

Họ Eschrichtiidae

Chi Eschrichtius

Cá voi xám, Eschrichtius robustus

Họ Neobalaenidae: Cá voi đầu bò lùn

Chi Caperea

Cá voi đầu bò lùn, Caperea marginata

Phân bộ Odontoceti: Cá voi có răng

Họ Delphinidae: Họ Cá heo mỏ

Chi Cephalorhynchus

Cá heo Commerson, Cephalorhyncus commersonii

Cá heo Chile, Cephalorhyncus eutropia

Cá heo Heaviside, Cephalorhyncus heavisidii

Cá heo Hector, Cephalorhyncus hectori

Chi Delphinus

Cá heo mõm dài, Delphinus capensis

Cá heo mõm ngắn, Delphinus delphis

Cá heo Ả Rập, Delphinus tropicalis. Rice công nhận như một loài. MSW3 thì không.

Chi Feresa

Cá hổ kình lùn, Feresa attenuata

Chi Globicephala

Cá voi đầu tròn vây ngắn, Globicephala macrorhyncus

Cá voi đầu tròn vây dài, Globicephala melas

Chi Grampus

Cá heo Risso, Grampus griseus

Chi Lagenodelphis

Cá heo Fraser, Lagenodelphis hosei

Chi Lagenorhynchus

Cá heo hông trắng Đại Tây Dương, Lagenorhynchus acutus

Cá heo mõm trắng, Lagenorhynchus albirostris

Cá heo Peale, Lagenorhynchus australis

Cá heo vằn chữ thập, Lagenorhynchus cruciger

Cá heo hông trắng Thái Bình Dương, Lagenorhynchus obliquidens

Cá heo sẫm màu, Lagenorhynchus obscurus

Chi Lissodelphis

Cá heo đầu bò phương bắc, Lissodelphis borealis

Cá heo đầu bò phương nam, Lissodelphis peronii

Chi Orcaella

Cá heo sông Irrawaddy, Orcaella brevirostris

Cá heo vây hếch Australia, Orcaella heinsohni. Phát hiện năm 2005, chưa được công nhận trong cả Rice lẫn MSW3 và đang được xem xét.

Chi Orcinus

Cá hổ kình, Orcinus orca

Chi Peponocephala

Cá voi đầu dưa, Peponocephala electra

Chi Pseudorca

Giả hổ kình, Pseudorca crassidens

Chi Sotalia

Cá heo Tucuxi, Sotalia fluviatilis, xem thông tin trong bài viết về loài này

Chi Sousa

Cá heo lưng bướu Thái Bình Dương, Sousa chinensis

Cá heo lưng bướu Ấn Độ Dương, Sousa plumbea

Cá heo lưng bướu Đại Tây Dương, Sousa teuszii

Chi Stenella

Cá heo đốm nhiệt đới, Stenella attenuata

Cá heo Clymene, Stenella clymene

Cá heo vằn, Stenella coeruleoalba

Cá heo đốm Đại Tây Dương, Stenella frontalis

Cá heo Spinner, Stenella longirostris

Chi Steno

Cá heo răng nhám, Steno bredanensis

Chi Tursiops - Rice và MSW3 đồng thuận (nhưng không dứt khoát) về loài này, xem bài viết cụ thể về loài để có chi tiết.

Cá heo mũi chai Ấn Độ Dương, Tursiops aduncus

Cá heo mũi chai, Tursiops truncatus

Họ Monodontidae

Chi Delphinapterus

Cá voi trắng, Delphinapterus leucas

Chi Monodon

Kỳ lân biển, Monodon monoceros

Họ Phocoenidae: Các dạng cá heo chuột

Chi Neophocaena

Cá heo không vây, Neophocaena phocoenoides

Chi Phocoena

Cá heo bốn mắt, Phocoena dioptrica

Cá heo cảng, Phocoena phocaena

Cá heo California, Phocoena sinus

Cá heo Burmeister, Phocoena spinipinnis

Chi Phocoenoides

Cá heo Dall, Phocoenoides dalli

Họ Physeteridae: Họ Cá nhà táng

Chi Physeter

Cá nhà táng, Physeter macrocephalus

Họ Kogiidae - MSW3 coi Kogia là thành viên của họ Physeteridae

Chi Kogia

Cá nhà táng nhỏ, Kogia breviceps

Cá nhà táng lùn, Kogia sima

Siêu họ Platanistoidea: Cá heo sông

Họ Iniidae

Chi Inia

Cá heo sông Amazon, Inia geoffrensis

Họ Lipotidae - MSW3 coi Lipotes là thành viên của họ Iniidae

Chi Lipotes

†? Cá heo sông Dương Tử, Lipotes vexillifer

Họ Pontoporiidae - MSW3 coi Pontoporia là thành viên của họ Iniidae

Chi Pontoporia

Cá heo La Plata, Pontoporia blainvillei

Họ Platanistidae

Chi Platanista

Cá heo sông Ấn và sông Hằng, Platanista gangetica. MSW3 coi Platanista minor là một loài riêng biệt, với các tên gọi phổ biến tương ứng là cá heo sông Hằng và cá heo sông Ấn.

Họ Ziphidae, Cá voi mõm khoằm

Chi Berardius

Cá voi mõm khoằm Arnoux, Berardius arnuxii

Cá voi mõm khoằm Baird (Cá voi mũi chai Bắc Thái Bình Dương), Berardius bairdii

Phân họ Hyperoodontidae

Chi Hyperoodon

Cá voi mũi chai phương bắc, Hyperoodon ampullatus

Cá voi mũi chai phương nam, Hyperoodon planifrons

Chi Indopacetus

Cá voi mõm khoằm Longman (Cá voi mõm khoằm Ấn Độ Dương-Thái Bình Dương), Indopacetus pacificus

Chi Mesoplodon, Cá voi Mesoplodont

Cá voi mõm khoằm Sowerby, Mesoplodon bidens

Cá voi mõm khoằm Andrews, Mesoplodon bowdoini

Cá voi mõm khoằm Hubbs, Mesoplodon carlhubbsi

Cá voi mõm khoằm Blainville, Mesoplodon densirostris

Cá voi mõm khoằm Gervais, Mesoplodon europaeus

Cá voi mõm khoằm răng bạch quả, Mesoplodon ginkgodens

Cá voi mõm khoằm Gray, Mesoplodon grayi

Cá voi mõm khoằm Hector, Mesoplodon hectori

Cá voi mõm khoằm Layard, Mesoplodon layardii

Cá voi mõm khoằm True, Mesoplodon mirus

Cá voi mõm khoằm Perrin, Mesoplodon perrini. Loài này được công nhận năm 2002 và liệt kê trong MSW3 nhưng không trong Rice.

Cá voi mõm khoằm nhỏ, Mesoplodon peruvianus

Cá voi mõm khoằm Stejneger, Mesoplodon stejnegeri

Cá voi răng thuổng, Mesoplodon traversii

Chi Tasmacetus

Cá voi mõm khoằm Tasman (Shepherd's Beaked Whale), Tasmacetus shepherdi

Chi Ziphius

Cá voi mõm khoằm Cuvier, Ziphius cavirostris

†Tuyệt chủng