Les balenes són un grup divers de cetacis exclusivament marins que tenen una amplíssima distribució. Es tracta d'un nom comú sense validesa taxonòmica. En català, el nom «balena» es refereix a qualsevol cetaci del parvordre dels misticets i alguns del parvordre dels odontocets. Les balenes, igual que els altres misticets, els odontocets, els dofins i les marsopes, conformen l'ordre dels cetartiodàctils juntament amb els artiodàctils i tenen els hipopòtams, dels quals divergiren fa uns 40 milions d'anys, com a parents més propers. Es creu que els misticets i els odontocets se'n separaren fa uns 34 milions d'anys.
Els misticets inclouen quatre famílies actuals (vives): Balaenopteridae (els rorquals), Balaenidae (les balenes franques), Cetotheriidae (la balena franca pigmea) i Eschrichtiidae (la balena grisa). Els odontocets inclouen els Monodontidae (belugues i narvals), Physeteridae (el catxalot), Kogiidae (el catxalot nan i el pigmeu) i Ziphiidae (els zífids), així com les sis famílies de dofins i marsopes que no es consideren balenes en el sentit informal.
Les balenes són animals de mar obert totalment aquàtics: poden alimentar-se, aparellar-se, parir, alletar i criar els seus fills al mar. La mida de les balenes varia des dels 2,6 m i 135 kg del catxalot nan fins als 29,9 m i 190 tones de la balena blava, que és l'animal més gran conegut que ha viscut mai. El catxalot és el depredador amb dents més gran de la Terra. Diverses espècies de balena presenten dimorfisme sexual, en el sentit que les femelles són més grans que els mascles. Les balenes amb barbes no tenen dents; en el seu lloc, tenen plaques de barbes, estructures semblants a serrells que els permeten expulsar les enormes glopades d'aigua que ingereixen mentre retenen el krill i el plàncton dels quals s'alimenten. Com que els seus caps són enormes —suposant fins al 40% de la seva massa corporal total— i tenen plecs gulars que els permeten expandir la boca, són capaces d'introduir grans quantitats d'aigua alhora. Les balenes amb barbes també tenen un sentit de l'olfacte ben desenvolupat.
En canvi, els cetacis amb dents tenen dents còniques adaptades per capturar peixos o calamars. També tenen una oïda tan aguda —ja sigui per sobre o per sota de la superfície de l'aigua— que alguns poden sobreviure fins i tot si són cecs. Algunes espècies, com els catxalots, estan particularment ben adaptades per bussejar a grans profunditats per capturar calamars i altres preses preferides.
Les balenes van evolucionar a partir de mamífers terrestres i han de sortir regularment a la superfície per respirar aire, tot i que poden romandre sota l'aigua durant llargs períodes de temps. Algunes espècies, com el catxalot, poden estar submergides fins a 90 minuts. Tenen espiracles situats a la part superior del cap, a través dels quals s'aspira i s'expulsa l'aire. Són de sang calenta i tenen una capa de greix, o saïm de balena, sota la pell. Amb cossos fusiformes hidrodinàmics i dues extremitats modificades en aletes, les balenes poden viatjar a velocitats de fins a 20 nusos, tot i que no són tan flexibles o àgils com els fòcids. Les balenes produeixen una gran varietat de vocalitzacions, especialment els llargs cants de la balena geperuda. Tot i que les balenes estan molt esteses, la majoria de les espècies prefereixen les aigües més fredes dels hemisferis nord i sud i migren cap a l'equador per parir. Espècies com la geperuda i la balena blava són capaces de recórrer milers de quilòmetres sense alimentar-se. Els mascles solen aparellar-se amb múltiples femelles cada any, però les femelles només s'aparellen cada dos o tres anys. Les cries neixen normalment a la primavera i l'estiu; les femelles assumeixen tota la responsabilitat de la seva criança. Les mares d'algunes espècies dejunen i alleten les seves cries durant un o dos anys.
Antigament caçades implacablement pels seus productes, les balenes estan ara protegides per la llei internacional. La balena franca de l'Atlàntic Nord gairebé es va extingir al segle XX, amb un mínim de 450 individus, i la població de balena grisa del Pacífic Nord està classificada com en perill crític d'extinció per la UICN. A més de l'amenaça dels baleners, també s'enfronten a perills per la pesca accidental i la contaminació marina. La carn, el greix i les barbes de les balenes han estat utilitzats tradicionalment pels pobles indígenes de l'Àrtic. Les balenes han estat representades en diverses cultures de tot el món, especialment pels inuits i els pobles costaners del Vietnam. Les balenes apareixen en la literatura i el cinema, com la gran balena blanca de la novel·la d' Herman Melville, Moby Dick. Les balenes petites, com les belugues, de vegades es mantenen en captivitat, però l'èxit de la reproducció ha estat escàs i els animals sovint moren pocs mesos després de la captura. L'observació de balenes s'ha convertit en una forma de turisme arreu del món.
Etimologia El terme balena prové del llatí ballaena (o balaena), el qual és un manlleu del grec antic φάλαινα (phálaina). L'origen darrer del mot es troba en l'arrel indoeuropea *bhel-, que significa «inflar-se», «brollar» o «créixer», en clara referència a la forma massissa i arrodonida del cos d'aquests cetacis o a la seva capacitat d'expulsar aigua per l'espiracle.
En català, la paraula està documentada des del segle , apareixent en obres clàssiques com el Llibre de les Meravelles de Ramon Llull. L'evolució fonètica des del llatí ha estat regular i comparteix l'arrel amb altres llengües romàniques, com l'italià (balena), el castellà (ballena), el francès (baleine) o el portuguès (baleia). Tot i que en biologia el terme s'aplica estrictament a la família dels balènids, etimològicament i popularment s'ha fet servir per designar qualsevol gran cetaci amb barbes.
La paraula anglesa whale prové de l'anglès antic hwæl, del Protogermànic *hwalaz, i aquest del Protoindoeuropeu **(s)kwal-o-*, que significa "gran peix marí". L'etimologia no té cap relació amb el país de Gal·les (Wales en anglès).
Taxonomia i evolució Filogènesi Les balenes formen part del clade de mamífers principalment terrestres Laurasiatheria. El clade immediat és Cetacea, però si s'exclouen els dofins i les marsopes, les balenes són un grup parafilètic. Si, d'altra banda, els dofins i les marsopes s'accepten com a balenes, llavors el grup sensu lato és un clade: els cetacis. L'arbre filogenètic següent mostra les relacions de les balenes amb altres mamífers, amb els grups considerats balenes marcats en negreta i verd.
Els cetacis es divideixen en dos parvordres. El més gran, Mysticeti (balenes amb barbes), es caracteritza per la presència de barbes, una estructura similar a un sedàs a la mandíbula superior feta de queratina, que utilitza per filtrar el plàncton, entre d'altres, de l'aigua. Els odontocets (balenes amb dents) es caracteritzen per tenir dents afilades per caçar.
Evolució
miniatura|Esquelet de Basilosaurus Les balenes són descendents de mamífers terrestres de l'ordre dels artiodàctils (ungulats de dits parells). Estan relacionades amb l'Indohyus, un ungulat extint similar a un tragúlid, del qual es van separar fa aproximadament 48 milions d'anys. Els cetacis primitius, o arqueocets, van entrar al mar per primera vegada fa uns 49 milions d'anys i van esdevenir totalment aquàtics entre 5 i 10 milions d'anys més tard. El que defineix un arqueocet és la presència de característiques anatòmiques exclusives dels cetacis juntament amb altres trets primitius que no es troben en els cetacis moderns, com cames visibles o dents asimètriques.
Les seves característiques es van adaptar per viure en el medi marí. Els principals canvis anatòmics inclouen el sistema auditiu que canalitza les vibracions des de la mandíbula fins a l'os de l'oïda (Ambulocetus, 49 Ma), un cos hidrodinàmic i el creixement d'aletes a la cua (Protocetus, 43 Ma), la migració dels orificis nasals cap a la part superior del crani (espiracles), la modificació de les extremitats anteriors en aletes (Basilosaurus, 35 Ma), i l'encongiment i eventual desaparició de les extremitats posteriors (els primers odontocets i misticets, 34 Ma).
La morfologia de les balenes mostra diversos exemples d'evolució convergent, sent el més obvi la forma hidrodinàmica del cos similar a la d'un peix. Altres exemples inclouen l'ús de l'ecolocalització per caçar en condicions de poca llum —la mateixa adaptació auditiva que fan servir els ratpenats — i, en els rorquals, adaptacions de la mandíbula similars a les dels pelicans que permeten l'alimentació per engoliment.
Avui dia, els parents vius més propers dels cetacis són els hipopòtams; aquests comparteixen un avantpassat semiaquàtic que es va separar d'altres artiodàctils fa uns 60 Ma. Al voltant de 40 Ma, un avantpassat comú es va ramificar en cetacis i antracotèrids; gairebé tots els antracotèrids es van extingir al final del Plistocè fa 2,5 Ma, deixant finalment un sol llinatge supervivent: l'hipopòtam.
Les balenes es van dividir en dos parvordres separats fa uns 34 Ma: les balenes amb barbes (misticets) i les balenes amb dents (odontocets).
Biologia Anatomia miniatura|Característiques d'una balena blava miniatura|Característiques de l'esquelet d'un catxalot Les balenes tenen cossos en forma de torpede amb colls no flexibles, extremitats modificades en aletes, absència de pavellons auditius externs, una gran aleta caudal i caps plans (amb l'excepció dels monodòntids i els zífids). Els cranis de les balenes tenen òrbites oculars petites, morros llargs (excepte en monodòntids i zífids) i els ulls situats als costats del cap. La mida de les balenes varia des dels 2,6 m i 135 kg del catxalot nan fins als 34 m i 190 tones de la balena blava. En general, solen empetitir la resta de cetartiodàctils; la balena blava és la criatura més gran de la Terra. Diverses espècies presenten un dimorfisme sexual favorable a les femelles, sent aquestes més grans que els mascles. Una excepció és el catxalot, en el qual els mascles són més grans que les femelles. Els odontocets, com el catxalot, posseeixen dents amb cèl·lules de cement que recobreixen les de dentina. A diferència de les dents humanes, que es componen principalment d'esmalt a la part externa de la geniva, les dents de les balenes tenen cement a l'exterior. L'esmalt només es fa visible en les balenes més grans, on el cement s'ha desgastat a la punta de la dent. Els misticets tenen grans barbes, en lloc de dents, fetes de queratina. Els misticets tenen dos espiracles, mentre que els odontocets només en tenen un.
La respiració implica l'expulsió de l'aire viciat per l'espiracle, formant un baf vertical i vaporós, seguit de la inhalació d'aire fresc cap als pulmons; els pulmons d'una balena geperuda poden contenir uns 5.000 L d'aire. La forma del baf difereix segons l'espècie, cosa que en facilita la identificació.
Totes les balenes tenen una capa gruixuda de saïm o greix. En les espècies que viuen prop dels pols, el saïm pot arribar a tenir un gruix de 28 cm. Aquest greix pot ajudar amb la flotabilitat (molt útil per a una balena de 100 tones), ofereix certa protecció, ja que els depredadors tindrien dificultats per travessar una capa tan gruixuda, i proporciona energia durant el dejuni en les migracions cap a l'equador; la funció principal del saïm és l'aïllament del clima rigorós. Pot constituir fins al 50% del pes corporal d'una balena. Les cries neixen amb només una fina capa de saïm, però algunes espècies ho compensen amb un lanugen gruixut.
Les balenes tenen un estómac de dues a tres cambres que és similar en estructura al dels carnívors terrestres. Els misticets posseeixen un proventricle com a extensió de l'esòfag; aquest conté pedres que trituren el menjar. També tenen cambres fúndiques i pilòriques.
Locomoció miniatura|Esquelet d'una Balena de Groenlàndia; s'hi pot observar la pelvis vestigial. Richard Lydekker, 1894