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在地球上出现最早的脊椎动物是鱼类，以后经过漫长的历史进化过程，逐步演变出两栖类、爬行类、鸟类和哺乳类。原始哺乳动物出现在一亿五千万年前的白垩纪，以后由于适应不同的生活条件而逐渐分化，有一些进化到奇蹄类、有蹄类和食肉类，另一些则进化到灵长类等，其中也有一群又返回水中生活，例如鲸类。那末，鲸的祖先是哪一类哺乳动物呢？现在这还是个意见纷纭、众说不一的问题。有入主张鲸起源于一种原始的食肉类，因为从化石上看，原始鲸嘴里的牙齿和食肉类很相似，它不是单一的圆锥形齿，而是异型齿。它的某些头骨特征也与食肉类很相似。但鲸类也有些特征与马等奇蹄类相似，所以有人认为它与奇蹄类有共同的祖先。还有些人主张鲸与偶蹄类有共同的祖先。有人利用抗体反应的原理，用血清沉淀的方法，把鲸类、食肉类和有蹄类的血清作了比较，发现鲸类的血清蛋白质有11％和偶蹄类相似，而与食肉类只有2％相似。还有人认为鲸类的祖先是中兽类(一种原始的哺乳动物)。
那么，所有的鲸类是否有共同的起源呢？这也是个有争论的问题。有人认为有，这是一元论。有人认为没有，主张须鲸、齿鲸和原始鲸三个类群的鲸各起源于不同的祖先，这是多元论。
一元论认为，鲸的三个类群在结构上的相似程度显示出它们是有一个共同的起源，入水后彼此才发生了分化。再者从细胞遗传学的分析得知，凡起源于同一祖先的动物，其染色体的组成都较相似
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