Á esquerda, um mesoniquídeo, relacionado ao ancestral dos cetáceos. 10 milhões de anos depois, surgem os protocetídeos, como o Rhodocetus (à direita).

Relação filogenética entre cetáceos extintos, como o Pakicetus (55 m.a.a) e o Protocetus (45 m a.a), e as baleias e golfinhos atuais: os misticetos e odontocetos.

A terra não é a Terra Prometida. 300 milhões de anos após a evolução dos tetrápodes, um grupo de artiodáctilos - primos das vacas, cabras e porcos - cavou bom caminho de volta à água: os cetáceos hoje somam quase uma centena de espécies, uma delas com o maior animal que já surgiu sobre a Terra (mas, não, sobre a terra): a baleia azul. O melhor candidato a grupo basal é o gênero extinto Pakicetus, de artiodáctilos carnívoros e terrestres. Como uma história reversa dos tetrápodes, as nadadeiras dos cetáceos evoluíram após milhões de anos do grupo na água, apesar de, bem cedo, notar-se a presença dos pés palmados, como as lontras de hoje. Algumas formas “intermediárias” (mas plenas em seu modo de vida) apresentam nadadeiras anteriores, como as focas e outros mamíferos aquáticos, e membros vestigiais posteriores, denunciando seu passado terrestre.

O Basilosaurus, assim descrito por ter sido confudído com um dinossauro, apresentava, há 35 m.a.a., ossos completos dos membros posteriores (ver detalhe na imagem), utilizados principalmente no comportamento sexual.

O Dorudon viveu há 40 m.a.a. totalmente dentro d´agua. Traz a marca de seus antepassados terrestes nos membros vestigiais posteriores.

O Ambulocetus transitava na água há 50 m.a.a, com membros plenos. Tal como lontras, ariranhas e outros modernos mamíferos semiquáticos.

O Pakicetus, uma “proto-baleia”, viveu há 55 m..a.a. e tinha hábitos carnívoros, ao contrários de seus atuais primos artiodáctilos.

Apesar de desenvolverem nadadeiras anteriores, as baleias e golfinhos atuais mantêm os ossos correspondentes aos membros de vertebrados terrestres (e alados), como mostra a figura acima.