Per convergenza evolutiva, la forma del corpo dei Cetacei ricorda molto da vicino quella dei pesci, infatti, hanno sviluppato una forma affusolata, idrodinamica, che permette loro di muoversi agevolmente nell’ambiente acquatico riducendo l’attrito con l’acqua. Il corpo dei Misticeti è più tozzo rispetto a quello degli Odontoceti, che sono in grado di nuotare a maggiori velocità.

All’ordine dei Cetacei appartengono alcuni tra i più grandi animali mai esistiti sulla Terra. Soprattutto tra i Misticeti, le dimensioni corporee sono ragguardevoli: la balenottera azzurra (Balaenoptera musculus) può raggiungere i 30 metri di lunghezza ed è considerato il più grande animale mai esistito. Tra gli Odontoceti, è il capodoglio (Physeter macrocephalus) che raggiunge le dimensioni maggiori, arrivando ad una lunghezza di circa 20 metri nei maschi. Il cetaceo più piccolo in assoluto è invece la focena del golfo di California (Phocoena sinus), una focena che può raggiungere la lunghezza di circa 140 cm. Tra i Misticeti, le dimensioni minori sono quelle di Caperea marginata, che può raggiungere circa 6 metri.

Pinna dorsale ► Quasi tutti i cetacei presentano sul dorso una pinna dorsale formata da tessuto connettivo. La sua funzione è quella di dare stabilità al nuoto, evitando che l’animale possa capovolgersi durante gli spostamenti laterali veloci. Questa pinna è assente negli animali che vivono nelle regioni polari, come narvali (Monodon monoceros), beluga (Delphinapterus leucas) e balene della Groenlandia (Balaena mysticetus), che non sarebbero in grado di nuotare agevolmente sotto i ghiacci.
La pinna dorsale presenta forme e dimensioni diverse nelle diverse specie di cetacei: può essere falcata, triangolare o arrotondata. Questa caratteristica è utile per l’identificazione delle specie. Inoltre la pinna poiché è spesso ricoperta da graffi, tagli e cicatrici, è utilizzata dai ricercatori per la fotoidentificazione, una tecnica che consente di riconoscere i singoli esemplari di una specie mediante le fotografie di particolari anatomici.

Pinna caudale ► La coda dei Cetacei è costituita da due lobi di tessuto connettivo, detti flukes, che formano la pinna caudale. A differenza di quella dei pesci, nei Cetacei questa pinna è disposta orizzontalmente e si muove dal basso verso l’alto. Questa caratteristica permette di riconoscere a prima vista un cetaceo da un pesce e la sua funzione è quella di agire da mezzo di propulsione tramite il suo movimento verticale.
Anche in questo caso forma e dimensione variano tra le diverse specie e quindi queste caratteristiche possono essere usate per l’identificazione soprattutto delle specie di grandi dimensioni.

Pinne pettorali ► Nei Cetacei, gli arti anteriori si sono modificati per formare delle pinne pettorali, che vengono chiamate flipper. Diversamente dalle pinne dorsali e caudali, le pettorali sono sostenute da ossa omologhe a quelle degli arti anteriori dei mammiferi terrestri, seppur con consistenti modifiche proporzionali (estremo raccorciamento di omero, radio e ulna e, dall’altro lato, enorme sviluppo delle dita con iperfalangia, cioè presenza di falangi in soprannumero). La funzione di queste pinne è quella di assicurare stabilità al nuoto e permettere gli spostamenti laterali.
Anche le pettorali variano in forma e dimensione, e l’abilità nel nuoto delle varie specie dipende da questa caratteristica. Le specie che presentano pinne di piccole dimensioni in rapporto alla superficie corporea, come le balenottere azzurre, sono specializzate a nuotare lentamente e in mare aperto, mentre le specie con pinne di maggiori dimensioni sono in grado di nuotare più velocemente e di manovrare più agevolmente. Le pinne di maggiori dimensioni sono possedute dalla Megaptera novaeangliae, in cui raggiungono una lunghezza pari a circa un terzo dell’intera lunghezza dell’animale. Le grandi dimensioni di queste pinne aiutano l’animale a compiere delle manovre acrobatiche per la cattura delle prede.

Arti posteriori ► Tutti i Cetacei sono privi degli arti posteriori, di cui rimangono solo delle piccole ossa vestigiali all’interno del corpo che non sono collegate alla colonna vertebrale. Durante lo sviluppo embrionale, però, tutti i cetacei presentano degli abbozzi di questi arti, la cui regressione successiva è dovuta a cause non ancora conosciute.

Rostro ► La mandibola e la mascella sono allungate a formare una struttura simile a un becco, chiamata rostro, che è maggiormente evidente nei delfinidi, mentre nei misticeti è praticamente invisibile.
Negli Odontoceti, soprattutto negli Zifidi, il rostro è costituito da ossa piuttosto compatte. Si pensa che questa caratteristica serva ad aumentare la forza del rostro e ad evitare fratture durante i combattimenti dei maschi per le femmine. Secondo altri ricercatori, invece, nonostante l’alta mineralizzazione delle ossa, il rostro è una struttura piuttosto fragile che svolge un ruolo, insieme ai denti, nel recepimento delle onde sonore e che quindi è importante nell’ecolocalizzazione.
Nei Misticeti il rostro ha una forma arcuata per permettere l’alloggiamento dei fanoni, che si attaccano all’osso mascellare. L’inarcamento maggiore si ha nei Balenidi, in cui i fanoni sono eccezionalmente lunghi.

Sistema nervoso ► possiedono un cervello molto sviluppato, le cui dimensioni relative sono paragonabili a quelle dei primati antropomorfi, uomo compreso.
La corteccia cerebrale del cervello dei Cetacei presenta un alto numero di circonvoluzioni, soprattutto nel caso degli Odontoceti, che possiedono un numero di circonvoluzioni maggiore di quello del cervello umano, sebbene lo spessore della corteccia sia minore.
Grandi sono le capacità cognitive di questi animali, per esempio, i tursiopi sono i soli animali, insieme all’uomo e ad alle scimmie antropomorfe, ad essere in grado di riconoscersi se posti di fronte ad uno specchio e dimostrano di possedere delle abilità numeriche.

Il midollo spinale ha una forma cilindrica e la sua lunghezza dipende principalmente dalle dimensioni corporee. Il rapporto tra la lunghezza del corpo e quella del midollo è pressoché uguale a quello dell’uomo. Nella regione cervicale, in corrispondenza con le pinne pettorali, si assiste ad un ispessimento del midollo, mentre nella regione lombare l’ispessimento è meno evidente a causa della mancanza degli arti posteriori.
Sono presenti da 40 a 44 nervi spinali, in cui le radici posteriori sono meno sviluppate delle anteriori. Questa caratteristica è dovuta al maggiore sviluppo della muscolatura ventrale dei Cetacei rispetto a quella dorsale e alla scarsa presenza di recettori sensoriali periferici.

Organi di senso ► Gli occhi hanno una forma appiattita e il cristallino è di forma sferica. La pupilla di questi animali permette loro di vedere sia sott’acqua sia in aria, nonostante la diversa densità esistente tra i due ambienti. Gli occhi sono posti lateralmente alla testa, e mentre per alcuni Cetacei la visione è binoculare, nei delfinidi ogni occhio si muove indipendentemente dall’altro, sebbene nei tursiopi sia stata dimostrata la presenza di alcune zone di sovrapposizione. Dietro la retina è presente una zona altamente vascolarizzata, il tapetum lucidum, che grazie ad uno strato di cellule riflettenti svolge la funzione di aumentare la quantità di luce che raggiunge la retina stessa. Poiché quest’ultima possiede sia coni sia bastoncelli si è pensato che i Cetacei siano in grado di distinguere i colori. Tuttavia la questione se i Cetacei siano in grado di farlo è ancora molto controversa. I coni costituiscono solo l’1% dei fotorecettori presenti nell’occhio e mancano quelli sensibili alle basse lunghezze d’onda e quindi si pensa che la distinzione dei colori sia possibile solo in condizioni di buona illuminazione. Alcuni autori sostengono che la presenza dei due tipi di fotorecettori aiuti gli animali a meglio identificare gli oggetti.
Sebbene le ghiandole lacrimali siano assenti, molti Cetacei possiedono delle ghiandole nella congiuntiva che secernono un liquido in grado di proteggere la cornea dal sale presente nell’acqua marina.

Olfatto ► è fortemente ridotto nei Misticeti e completamente assente negli Odontoceti. Nei primi sono presenti i nervi olfattivi, ma nel lobo frontale del telencefalo manca il bulbo olfattivo, che è presente solo nello stadio fetale. Negli Odontoceti, invece, sono assenti sia i nervi, sia il bulbo.

Sapore ► possiedono sulla lingua le papille gustative, sebbene il loro numero sia ridotto rispetto a quello dei mammiferi terrestri. I Cetacei sono in grado di riconoscere il sapore di diverse sostanze. I tursiopi presentano una sensibilità per il gusto aspro circa 7 volte superiore a quella dell’uomo, mentre la sensibilità per il dolce e il salato è superiore di circa 10 volte. La grande sensibilità per il salato potrebbe aiutare gli animali nell’orientamento, grazie alle variazioni di salinità presenti nelle acqua marine.

Tatto ► è dovuto alla presenza su tutta la superficie corporea dei meccanocettori, che sono maggiormante presenti sulla testa e in prossimità delle pinne pettorali e degli organi genitali. Oltre ai meccanocettori, molti Misticeti presentano sulle mascelle e sulle mandibole delle sottilissime vibrisse, che hanno anch’esse il compito di ricevere gli stimoli tattili. Negli Odontoceti di queste strutture rimangono solo dei follicoli vestigiali. Nelle sotalie (Sotalia fluviatilis) e nei lamantini le vibrisse sono ben sviluppate, ma in questi animali sono dei recettori in grado di percepire il più lieve impulso tattile e la direzione della corrente dell’acqua.

Udito ► è il senso più sviluppato nei Cetacei, che sono in grado di capire sott’acqua da quale direzione provenga il suono: una capacità assente nei mammiferi terrestri. Ciò è reso possibile dal fatto che le ossa dell’orecchio interno di questi animali sono ben separate dal resto del cranio, che potrebbe interferire con la ricezione degli stimoli acustici. Questa separazione è tuttavia più evidente negli Odontoceti che nei Misticeti. Per garantire una maggiore idrodinamicità i Cetacei sono privi dei padiglioni auricolari, mentre l’orecchio medio e quello interno sono simili nella struttura a quelli degli altri mammiferi. Negli Odontoceti le onde sonore vengono recepite da una sostanza oleosa presente nella mandibola e da questa vengono poi trasferite fino all’orecchio medio, dove raggiungono il timpano. Nei Misticeti non è stata dimostrata la trasmissione del suono attraverso la mandibola ed è probabile che la ricezione avvenga direttamente attraverso il condotto uditivo.

Apparato respiratorio ► I Cetacei, come tutti i Mammiferi, respirano l’aria per mezzo di polmoni. Per questo motivo, essi hanno la necessità di raggiungere periodicamente la superficie del mare per effettuare gli scambi respiratori tra CO2 e O2.
Le narici si sono spostate sulla sommità del capo e costituiscono gli sfiatatoi. Questa soluzione permette ai cetacei di rimanere quasi completamente immersi durante la respirazione. Mentre nei misticeti lo sfiatatoio è costituito da due orifizi, negli odontoceti ne è presente soltanto uno. L’apertura dello sfiatatoio avviene per azione di muscoli volontari e quindi, diversamente dagli altri mammiferi, i cetacei devono decidere quando respirare.
L’aria espirata, riscaldata dai polmoni, una volta entrata in contatto con l’esterno si condensa e forma un getto, chiamato soffio o spruzzo e visibile anche da grandi distanze. Poiché forma, direzione e altezza del soffio variano da specie a specie, i cetacei possono essere identificati a distanza utilizzando questa caratteristica.
La trachea è costituita da una serie di anelli cartilaginei uniti gli uni agli altri. Nei Misticeti gli anelli sono aperti e collassabili, diversamente da quanto avviene negli Odontoceti, in cui invece gli anelli sono chiusi.

I polmoni ► hanno una forma a sacco, non sono lobati e, diversamente da quello che si potrebbe pensare, non sono più grandi di quelli degli altri mammiferi. Il polmone destro è generalmente più grande e lungo del sinistro, per potere accogliere il cuore all’interno della gabbia toracica. Il volume polmonare è più basso di quello dei mammiferi terrestri, per evitare il rischio di formazione di emboli gassosi durante le risalite dalle immersioni profonde. Alle alte profondità, infatti, la pressione spinge gli organi interni sul diaframma, che fa sì che i polmoni, avendo un basso volume, si svuotino quasi completamente.
Gli alveoli sono altamente vascolarizzati e permettono di assorbire quasi tutto l’ossigeno presente nell’aria inspirata. Tursiops truncatus riesce ad assorbire circa il 90% dell’ossigeno presente nei polmoni, mentre l’uomo ne assorbe solo il 20%.
I polmoni dei cetacei hanno la capacità di collassare quasi completamente con l’aumentare della profondità e nella maggior parte di essi il collasso completo avviene ad una profondità di circa 100 metri. Questa caratteristica permette ai cetacei di evitare pericolosi accumuli di azoto all’interno del sangue, che potrebbe portare all’insorgenza della malattia da decompressione o alla narcosi da azoto, malattie ben note ai subacquei. Con l’aumentare della pressione, aumenta anche la solubilità dell’azoto presente nell’aria inspirata; durante la risalita, con la diminuzione della pressione, l’azoto torna alla forma gassosa e potrebbe formare delle pericolose bolle all’interno del sangue. Il collasso dei polmoni evita questo problema spingendo l’aria nelle vie aeree superiori (bronchi e trachea), dove non viene in contatto con il sangue.

Apparato circolatorio ► non differisce molto da quello dei mammiferi terrestri. Il sangue non ossigenato viene pompato dal cuore verso la circolazione polmonare per mezzo dell’arteria polmonare che arriva ai polmoni. Qui il sangue si ossigena e, per mezzo della vena polmonare, torna al cuore da dove viene immesso nella circolazione sistemica, per poi ritornare al cuore mediante la vena cava.
Nei mammiferi terrestri il sangue raggiunge il cervello attraverso le carotidi, mentre nei Cetacei è l’arteria spinale anteriore a raggiungere la testa e irrorare il cervello.
Come in tutti i mammiferi, il cuore dei Cetacei presenta 4 cavità, due atri e due ventricoli.
Durante l’immersione, il cuore va incontro a bradicardia, cioè ad una riduzione della frequenza cardiaca. Spesso la bradicardia inizia poco prima che l’animale si immerga, e poco prima che inizi la risalita verso la superficie, la frequenza aumenta (tachicardia). In T. truncatus la frequenza cardiaca in superficie è di circa 110 bpm e scende a circa 37 bpm durante un’immersione di circa 4 min; nell’orca (Orcinus orca), la frequenza in superficie è di circa 60 bpm e scenda a 30 bpm dopo più di 15 s di immersione. La bradicardia è accompagnata da una riduzione del flusso sanguigno verso l’intestino, i muscoli e la pelle che permette alla pressione arteriosa di rimanere pressoché costante e fa sì che gli organi vitali, quali cervello, reni, fegato e cuore, vengano ben irrorati. I muscoli, per assicurarsi un buon rifornimento di ossigeno durante le immersioni, presentano concentrazioni di mioglobina da 3 a 10 volte superiori rispetto ai muscoli dei mammiferi terrestri. La distribuzione della mioglobina non è uniforme nei vari muscoli dell’organismo: è più abbondante nei muscoli dorsali posti vicino alla coda e nella porzione dei muscoli che si trova a più stretto contatto con le vertebre. Inoltre, i Cetacei capaci di compiere immersioni profonde presentano concentrazioni di mioglobina più elevate di quelli che vivono lungo le coste e che effettuano immersioni a minori profondità e di minore durata.
Il sangue dei Cetacei ha un’alta concentrazione di emoglobina per assicurare un efficiente trasporto dell’ossigeno durante le immersioni. I mammiferi terrestri presentano valori di emoglobina del sangue che vanno dagli 11 ai 14 g/dl, mentre i Cetacei capaci di compiere immersioni profonde presentano valori compresi tra i 21 e i 25 g/dl.

Apparato scheletrico ► Poiché non sono deputate a sostenere il peso del corpo, le ossa dei Cetacei sono relativamente leggere e spugnose. In esse è presente un’alta concentrazione di grassi, che aiuta gli animali nel galleggiamento. La colonna vertebrale è costituita da 4 regioni, cervicale, toracica, lombare e caudale. Poiché è assente il cinto pelvico, non è presente la regione sacrale. Le vertebre del collo, sempre in numero di 7, sono fuse nella maggior parte dei cetacei, fornendo stabilità durante il nuoto a scapito della flessibilità. In Tursiops truncatus sono fuse solo le prime due vertebre, mentre in Ziphius cavirostris sono fuse le prime 4. Le vertebre toraciche variano in numero tra le diverse specie e anche tra gli individui della stessa specie; le vertebre della regione lombare sono molto più numerose di quelle dei mammiferi terrestri. Il focenoide (Phocoenoides dalli) presenta 29-30 vertebre lombari ed è il cetaceo che ne possiede di più, mentre il Kogia sima, con solo 2 vertebre, è la specie che ne possiede di meno; anche il numero delle vertebre delle regione caudale varia da specie a specie: la caperea (Caperea marginata) ne possiede 13, mentre lo zifio (Ziphius cavirostris) ne possiede 49. Il numero totale delle vertebre varia da 41 a 98. La regione toracico-lombare è piuttosto rigida per la presenza di tessuto connettivo subdermico, mentre la colonna vertebrale diventa più flessibile in corrispondenza della testa e della coda, consentendo i movimenti dorso-ventrali responsabili del nuoto.
La gabbia toracica è costituita da un numero variabile di coste ed è molto flessibile, per permettere ai polmoni di collassare durante le immersioni profonde ed evitare l’accumulo di azoto nel sangue.
Il cranio è telescopico ed asimmetrico: le ossa mascellari e mandibolari sono allungate anteriormente a formare il rostro e negli odontoceti si allargano posteriormente per accogliere il melone, una massa di tessuto adiposo che si pensa svolga un ruolo nell’ecolocalizzazione; sempre negli Odontoceti, le ossa della parte destra del cranio sono più larghe di quelle della parte sinistra. Si tratta di una conseguenza del fatto che la parte destra si è specializzata nella produzione del suono, mentre la sinistra nella respirazione.
Essendo derivato da quello dei mammiferi terrestri, l’arto anteriore dei cetacei è costituito dalle stesse ossa: omero, radio e ulna. Queste ossa, però, sono più corte e più piatte di quelle dei mammiferi terrestri e inoltre ulna e radio sono più lunghe dell’omero. Tutti i cetacei presentano un certo grado di iperfalangia che riguarda principalmente le dita centrali. Il maggior numero di falangi sono possedute dai globicefali: da 3 a 4 nel primo dito, da 9 a 14 nel secondo e da 9 a 11 nel terzo.

Apparato digerente ► La straordinaria lunghezza del tratto digestivo dei cetacei può essere dovuta alla grande taglia di questi animali o al fatto che li aiuti nel mantenimento del bilancio idrico. Non vi è correlazione tra la lunghezza del sistema digerente e i tipi di prede da digerire.
L’esofago è una struttura tubulare, lunga e dalle pareti spesse, in cui sono presenti delle cellule mucipare che secernono un liquido lubrificante, il muco, per agevolare il passaggio del cibo.
Lo stomaco è diviso in più camere, come nei ruminanti. Mentre questi ne hanno 4, nei cetacei ne sono presenti 3:
stomaco anteriore o prestomaco, omologo a rumine, reticolo e omaso dei ruminanti;
stomaco principale, omologo all’abomaso;
stomaco posteriore o pilorico, equivalente alla regione pilorica dell’abomaso.
Lo stomaco anteriore, che non presenta ghiandole, è dotato di una robusta muscolatura e contiene al suo interno ossa e piccole pietre per sminuzzare il cibo. Sono presenti anche dei batteri anaerobi che aiutano l’animale nella digestione del cibo mediante la fermentazione batterica, così come avviene nel rumine.
Lo stomaco medio presenta delle ghiandole gastriche che secernono pepsina, lipasi e acido cloridrico. La digestione gastrica prosegue poi nello stomaco posteriore, le cui pareti sono ricche di cellule mucipare. Attraverso il piloro il cibo digerito passa nel duodeno, la prima parte dell’intestino, dove avviene l’assorbimento delle sostanze nutritive.
I Cetacei sono privi di appendice, e la sua funzione di filtro potrebbe essere svolta da un complesso di organi linfatici noti come tonsille anali. Non è ancora chiaro se queste tonsille siano presenti in tutti i cetacei, ciò che è certo è che sono molto sviluppate nei tursiopi.
Il fegato può essere bilobato o trilobato ed è assente la cistifellea. Il pancreas ha forma allungata, è collegato all’intestino per mezzo del dotto pancreatico ed è generalmente più grande nelle femmine.

Denti e fanoni ► La principale caratteristica che distingue gli Odontoceti dai Misticeti è la presenza dei denti nei primi e dei fanoni nei secondi. Forma, numero e dimensione dei denti degli odontoceti variano da specie a specie, ma tutti sono caratterizzati dall’essere omodonti e monofiodonti. Il numero dei denti può variare anche all’interno della stessa specie: nei capodogli (Physeter macrocephalus), nei delfini comuni (Delphinus delphis) e nei globicefali (Globicephala sp.) il numero di denti varia da 6 a 18. Alcuni odontoceti, come i capodogli, presentano i denti solo nella mandibola, mentre alcuni zifidi presentano un solo dente in ogni emimandibola. Anche la forma dei denti varia tra le diverse famiglie. I delfinidi (Delphinidae), per esempio, presentano dei denti conici ed arcuati, mentre nei focenidi (Phocoenidae) i denti sono appiattiti.
I fanoni sono delle strutture filamentose cheratiniche che si estendono dalla mascella dei Misticeti. Si accrescono dalla loro parte basale e sono continuamente erosi dall’azione della lingua e per l’abrasione dovuta alle prede. Vengono usati da balene e balenottere come un filtro che intrappola piccoli pesci, organismi planctonici e krill. La lunghezza dei fanoni varia tra le varie specie. I più lunghi sono posseduti dalle balene franche (Balaenidae), in cui possono raggiungere la lunghezza di 3 m, mentre i più corti sono quelli delle balena grigia (Eschrichtius robustus), in cui non superano i 50 cm.

Apparato genitale e riproduzione ► L’apparato genitale dei Cetacei non si discosta di molto dalla tipica struttura di quello dei mammiferi terrestri, ma sono presenti degli adattamenti che riguardano soprattutto i genitali esterni e le ghiandole mammarie, nascosti all’interno di tasche genitali per favorire l’idrodinamicità. Nelle femmine, le ovaie si trovano all’interno della cavità addominale. Nei Misticeti sono ovali, allungate e convolute, mentre negli Odontoceti sono sferiche e lisce. Nei Misticeti è possibile stabilire il numero di ovulazioni avvenute nel passato osservando e contando i corpora albicans, delle cicatrici che restano nell’ovaia dopo la degenerazione del corpo luteo, se l’ovulo non viene fecondato. Nei mammiferi terrestri queste cicatrici non sono persistenti, mentre nei Misticeti restano a vita. Negli Odontoceti solitamente l’ovaia sinistra è più sviluppata e funzionale della destra, mentre ciò non avviene nei Misticeti, nei quali entrambe le ovaie sono pienamente funzionanti. La vagina è lunga e nascosta all’interno di una tasca genitale, che comprende anche l’orifizio anale. Anche le ghiandole mammarie, lunghe ed appiattite, sono nascoste all’interno di tasche, dette fessure mammarie e poste ai lati della vagina.
Diversamente dai mammiferi terrestri, i testicoli dei maschi non sono esterni, ma sono situati all’interno della cavità addominale, vicino ai reni. Sono di forma cilindrica e, osservati in sezione trasversale, sono ovali o circolari. Il peso di questi organi in rapporto al peso corporeo è tra i più alti di tutto il regno animale. I due testicoli delle balene franche insieme possono raggiungere il peso di 900 kg, corrispondenti a circa il 10% della massa corporea dell’animale.
Anche il pene, quando non è eretto, è completamente nascosto all’interno della tasca genitale. L’erezione è dovuta alla muscolatura e non alla vasodilatazione dei vasi sanguigni dei corpi cavernosi come in tutti gli altri mammiferi. Il pene dei misticeti più grandi può raggiungere la lunghezza di circa 3 m e il diametro di 30 cm. Generalmente la copulazione avviene pancia a pancia ed è molto rapida.

Negli Odontoceti la gestazione dura da 7 a 17 mesi, e vi è una correlazione tra la grandezza del corpo dell’animale e la durata della gravidanza, il tasso di accrescimento del feto e il peso alla nascita del cucciolo. Animali più grandi, come le orche o i globicefali, hanno tempi di gestazione maggiori. In molti Misticeti, nonostante le grandi dimensioni corporee, i tempi di gestazione sono inferiori rispetto a quelli di molti Odontoceti. La gravidanza infatti dura dai 10 ai 13 mesi. Ciò si spiega con le lunghe migrazioni annuali compiute dai misticeti dalle aree in cui si nutrono a quelle in cui si riproducono, difficilmente compatibili con durate della gestazione superiori a un anno.

Termoregolazione ► Come tutti i mammiferi, i cetacei sono animali omeotermi e quindi hanno la necessità di mantenere costante la temperatura corporea. L’acqua ha una conducibilità termica elevata, che si traduce in un tasso di trasferimento del calore superiore di circa 24 volte rispetto a quello dell’aria, e quindi, complice anche la mancanza dei peli, questi animali hanno dovuto sviluppare dei meccanismi efficaci per assicurare la termoregolazione. Un importante ruolo viene svolto dallo spesso strato di grasso e tessuto connettivo presente sotto la pelle, a livello dell’ipoderma. Questo pannicolo adiposo funziona come un isolante termico, che evita la dispersione del calore in modo molto efficiente. In alcuni odontoceti, come Delphinidae e Phocoenidae, questo strato di grasso presenta delle variazioni stagionali nello spessore. Durante le stagioni calde, quando aumenta la temperatura dell’acqua, il pannicolo diminuisce di volume, per aumentare poi nelle stagioni fredde. La quantità e il tipo di lipidi presenti all’interno del pannicolo influenzano la capacità isolante dello stesso. Il pannicolo della focena comune (Phocoena phocoena) è costituito per circa l’80% da grassi, mentre nella stenella maculata atlantica (Stenella frontalis) sono presenti solo il 55% di grassi. Questa differenza porta al risultato che il pannicolo adiposo della focena ha una capacità isolante 4 volte superiore rispetto a quello della stenella.

Nella pinna dorsale e nei lobi della pinna caudale è presente una fitta rete superficiale di capillari sanguigni chiamata rete mirabile, che dà un importante contributo alla termoregolazione agendo come uno scambiatore di calore controcorrente. Il calore passa infatti dalle arterie, che trasportano sangue più caldo proveniente dall’interno del corpo, ai capillari venosi della rete che le circondano, nei quali scorre nel verso opposto il sangue che è stato raffreddato dall’acqua esterna.

Osmoregolazione ► Vivendo in un ambiente iperosmotico, cioè con una concentrazione di ioni superiore a quella dei fluidi corporei, i cetacei (tranne i delfini di fiume) devono evitare la disidratazione dovuta a fenomeni di osmosi. I principali organi deputati al mantenimento del bilancio idrico sono i reni. Nei Cetacei questi organi sono costituiti da un grande numero di piccoli lobi, chiamati renicoli e sono simili ai reni di orsi e otarie. Un singolo renicolo è costituito da una regione midollare ed una corticale. Sebbene l’anatomia del rene di un cetaceo possa consentirgli di produrre un’urina molto concentrata, è stato dimostrato che ciò non avviene. L’urina prodotta da questi animali è solo leggermente più concentrata di quella prodotta dalla maggior parte dei mammiferi terrestri. È stato ipotizzato che la disidratazione stimoli l’aumento della produzione metabolica dell’acqua per mezzo dell’ossidazione dei grassi e che l’acqua in eccesso venga poi espulsa dai reni, diluendo l’urina.
Alcuni delfinidi, come i delfini comuni (Delphinus delphis) e i tursiopi, sono in grado di bere l’acqua del mare, ma si tratta di eccezioni. Generalmente, infatti, i cetacei non bevono, ma assorbono l’acqua presente nei cibi o la ricavano attraverso le vie metaboliche di degradazione di carboidrati, proteine e lipidi.

Durata della vita ► La maggior parte dei cetacei può vivere per circa 20-30 anni, ma alcuni superano abbondantemente questa età. Una Balaenoptera physalus ha raggiunto i 116 anni, mentre uno studio del 1999 ha rivelato come diversi esemplari di Balaena mysticetus raggiungano e superino i 100 anni.

220px-BaleenFanoni
I misticeti hanno centinaia di fanoni disposti a pettine, sospesi ala mascella superiore. Queste placche si sovrappongono in bocca e possiedono dei filamenti rigidi usati come filtro per espellere l’acqua dalla bocca trattenendo i piccoli animali di cui si nutrono.

Ogni fanone è composto da una sostanza fatta di cheratina che gli conferisce una certa elasticità. I fanoni sono derivati da una modifica dell’epidermide, contengono anche piccole percentuali di un minerale osseo: l’idrossiapatite, con tracce di manganese, rame, boro, ferro e calcio.

I maschi dei narvali (Monodon monoceros) sono ben noti per il possedere una zanna avvolta a spirale, ad avvolgimento sinistrorso, che probabilmente ha dato origine al mito dell’unicorno. La sua funzione non è ben nota, si pensa che i maschi la utilizzino per i combattimenti intraspecifici per le femmine.

Vriazioni di colore
La maggior parte dei cetacei presenta colorazioni e disegni tipici della specie, soggetti, però, a variazioni: a volte vi è difformismo sessuale; il colore varia in base all’età dell’individuo e possono esistere molte variazioni geografiche. Molti animali della stessa specie, età e sesso possono variare nella colorazione.

Nel 2006 dei pescatori giapponesi hanno catturato un tursiope (Tursiops truncatus) che presentava un paio di pinne poste nella regione caudale. I ricercatori pensano che queste costituiscano una ulteriore prova al fatto che i Cetacei si siano evoluti da progenitori terrestri e che l’evoluzione abbia fatto scomparire gli arti posteriori. In questo tursiope, una mutazione ha fatto riemergere un carattere perso milioni di anni fa.

I Cetacei sono in grado di rimanere sott’acqua senza respirare per periodi di tempo molto più lunghi di tutti gli altri mammiferi. Alcune specie, come i capodogli (Physeter macrocephalus), possono rimanere sott’acqua fino a poco più di due ore con una sola inspirazione d’aria.

Whale_blubber_pannicolo_adiposo_15881qb5Pannicolo adiposo
A differenza degli altri mammiferi, balene, delfini e focene sono privi di una pelliccia che li isoli termicamente, ma possiedono invece uno strato isolante di grasso (blubber); il cui spessore può dipendere dalla disponibilità di cibo. In certe specie lo spessore di questo strato può raggiungere i 50 cm.

Il lamantino ha un muso piatto e rugoso, sensibile e muscoloso come la lingua umana, atto a facilitarne l’alimentazione a base di erbe acquatiche, presenta vibrisse, come quelle dei gatti e dei cani, collegate a sensori che trasmettono al cervello anche il più lieve impulso tattile. I cani e i gatti ne hanno una cinquantina; i lamantini 600.