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。
弓頭鯨
在化石紀錄方面，在中新世（距今約1000萬年）至更新世（距今約150萬年）中五種同屬的化石中，"Balena prisca" 可能與現代的弓頭鯨一樣。這與更早的化石紀錄，埋藏於距今2300萬年前南美洲地層中的、與之最接近的 "Morenocetus" 中間有一段空隙。 體形粗壯，體色呈深色，無背鰭，上顎窄，下顎呈弓形。有長達3米的鯨鬚（為同類動物中最長者）以濾食水中的小動物為生。顱骨大而厚實，有助於從水下撞擊冰面呼吸。據因紐特人的報告，其撞穿的冰層可達60厘米厚。鯨脂厚達43–50厘米，比任何其他動物都厚。