過渡化石
鯨豚類等海洋哺乳動物是演化自陸生的哺乳動物。巴基鯨是已滅絕的一科偶蹄目哺乳動物，也是最早的鯨魚之一，其姐妹群是印多霍斯兽。巴基鯨存活於約5200萬年前的始新世，第一個化石於1979年發現於北巴基斯坦，與特提斯洋不遠。利用特化的骨頭取代鼓膜，巴基鯨有在水中的聽覺，但是無法辨別聲音的方位。
鱼龙目
鱼龙目（学名，来自希腊语“鱼”和“蜥蜴”）是一种外形类似鱼類和海豚的大型海生爬行动物。牠们生活在中生代的大多数时期，最早出现于约2.50亿年前，比恐龙稍微早一点（2.3亿年前），约9000万年前消失，比恐龙灭绝早约2500万年。三叠纪中期，一群陆栖爬行动物逐渐回到海洋生活，演化为鱼龙類，这个过程类似今天海豚和鲸魚的演化过程，但魚龍類的直系祖先至今没确定。在侏罗纪，牠们分布尤其广泛、繁盛；在白垩纪中期後，牠们的生態位被蛇颈龙類及滄龍類取代，蛇頸龍亞目及滄龍科是白堊紀時期的海生頂級掠食動物。