在20世纪80年代到90年代，古生物学家发现了几块化石，是陆生哺乳动物的，但与鲸类动物有许多共同的骨骼特征 。这些化石包括1983的Pakicetus和1994年的Rodhocetus，都具有鲸和偶蹄目哺乳动物所特有的骨骼特征，偶蹄目包括鹿、羊、猪、野牛和河马 。偶蹄目动物和化石鲸有一个共同的独特的脚踝骨骼特征，一个有助于踝关节的“双滑轮”结构 。此外，鲸化石和现代鲸类动物的耳朵周围也有独特的头骨特征称为鼓泡，与其它所有哺乳动物都相比是独一无二的 。

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2007年，科学家发现了Indohyus的骨骼，一种距今约4800万年的偶蹄类动物，生活在印度克什米尔地区，Indohyus是一种狐狸大小的哺乳动物，看起来有点像一只小型鹿 。Indohyus的骨骼外层很厚，这一特征经常出现在水生涉水动物中，比如河马 。牙齿的化学成分的氧同位素比率与水生动物相似，意味着Indohyus大部分时间是在水中度过的，如下图 。

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大约在鲸鱼进化中间物种化石发现的同时，基因分析也增加了额外的证据，支持偶蹄目动物和鲸类动物之间的亲缘关系，目前的所有证据都表明，鲸鱼现存的近亲是河马 。
最有可能的解释是鲸鱼向水里生活进化是为了利用一个未被填满的生态位，生态位是指生物体在生态系统中所需的生物和非生物资源 。恐龙灭绝后，陆生哺乳动物的多样性在增加，但海洋中却很少或根本没有 。而早期的偶蹄目动物鲸鱼祖先，如Indohyus和Pakicetus大部分时间都生活在水边捕食和繁殖 。随着时间的推移，它们适应了海洋中的生态位，到Rodhocetus（下图）时，已经显示出了游泳能力的明显证据，尾巴变平，后脚变大，此外为了呼吸鼻孔从脸的前部转移到头顶 。

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向水生栖息地的迁移使这些物种得以开发陆地哺乳动物无法获得的资源，从而减少了对资源的竞争，使更多的个体得以生存和繁殖 。其他海洋哺乳动物，如海豹或海牛，也进化利用了其他生物无法填补的生态位，表现出许多适应性，使它们能够生活在水中环境中 。
体型较大的动物通常代谢效率更高 。一只猫的体重是老鼠的100倍，但新陈代谢大约只是老鼠的32倍 。海洋大型动物食物稀缺，所以体型更大更有效率 。
增加身体尺寸有利于维持体温 。对于温血动物来说，体型越大，与周围环境接触的质量单位面积就越小 。这与较大的物种经常在较冷环境中发现，而体型较小的物种通常在较暖的地区被发现是相同一个规律 。
对于蓝鲸的祖先是陆地上的吗？它们是如何进化又回到水里面去了呢？为可要逆向进化呢之话题，我个人的观点认为，蓝鲸的阶段性祖先的确是一种陆生的哺乳动物物种，它们能返回在海洋中进行求生存，是一种环境变化之生存适应性的充分体现 。为什么会这样说呢？

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因为，一方面，依据解剖学家对蓝鲸骨骼的解剖情况可以说明，蓝鲸的骨骼结构是与陆生的鹿类动物基本相似，这能充分说明，蓝鲸是由原来陆生的鹿类动物进化而来的情况 。

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二方面，人们应该明白，地球上的陆地，从整体来看，都是一个个被海洋液态水围封的岛屿，在地球地壳物质运动漫长演化的过程中，岛屿会有上升与下陷两种现象的自然发生，上升的岛屿其陆地面积会显得越来越大，下陷的岛屿其陆地面积会显得越来越少，这是自然界无法改变的事实 。

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