Los mamíferos marinos respiran aire, amamantan sus crías y viven la mayor parte o la totalidad de sus vidas adaptados al mar. Según los científicos, son el resultado de la evolución de diversos grupos de animales terrestres que volvieron al mar en distintas épocas y quizás por distintas causas hace unos 66 millones de años.
Los principales grupos que existen en las aguas epicontinentales y las costas de América, son:
Los Sirénidos: Familia: pinnípedos: focas, lobos marinos, morsas, manatíes,... de los que existen unas 33 especies.
Pinnipedos: Carnivoros acuáticos de cabeza pequeña, redondeada, cuerpo fusiforme, con extremidades cortas y pies en forma de aleta, provistos de membrana interdigital y garras atróficas; cuerpo cubierto de pelos lisos y cortos, terminado en cola corta. Tienen molares uniformes. Se nutren principalmente de peces, pero también de otros animales marinos
Sirenidos: Mamíferos marinos afines a los proboscideos. Cuerpo fusiforme con aleta caudal horizontal y extremidades anteriores transformadas en aletas con codo articulado, cinco dedos, en parte provistos de uñas disminuidas. Las extremidades posteriores están reducidas a unos restos de pelvis. Piel gruesa con escasos pelos, sin glándulas, huesos compactos y muy pesados. Sin dentadura, o esta es incompleta. A veces tienen un incisivo, carecen de caninos y los molares con crestas transversales se renuevan de detrás hacia delante. Son hervivoros.
Cetaceos: Mamíferos adaptados a la vida acuática. Cuerpo fusiforme, cuello corto e inmovil con vértebras cervicales anquilosadas. Extremidades anteriores pinniformes, con muchas falanges. No tienen clavícula y el esternón está atrofiado. Las extremidades posteriores están atrofiadas, no son visibles externamente, y solo subsisten restos de la pelvis y del femur sin diferenciación de una región sacra. La cola termina en una aleta cutanea horizontal, si existe aleta dorsal también es cutanea. La piel no tiene pelos o son escasos y no presenta glándulas. Las mamas están en posición inguinal. Solo en el feto se observan restos de uñas. La dentadura es uniforme, o bien se reduce durante el desarrollo y desaparece antes de nacer siendo substituida funcionalmente por las ballenas. Los orificios nasales están desplazados sobre la cabeza formando uno o dos espiráculos.
Los Cetáceos: ballenas, cachalotes, belugas, narvales, marsopas, delfines, de las que se conocen unas 75 especies.
Entre los más antiguos que sobreviven están las ballenas y los manatíes. Se cree que estos animales evolucionaron hace unos 60 millones de años, a partir de mamíferos ungulados primitivos, lo que convierte a las ballenas en parientes lejanos del ganado vacuno y los manatíes relacionados a los elefantes.
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