Sistema Nervoso e Sentido

Um dos aspectos mais discutidos do sistema nervoso dos mamíferos marinhos é o
relativamente grande tamanho cerebral de alguns odontocetos e sua suposta relação com a
inteligência. Comparações entre o quociente de encefalização (relação entre peso do corpo
e peso do cérebro, QE, Tabela  1) de diversos mamíferos marinhos mostram que os
golfinhos tem a maior relação entre peso do cérebro e peso do corpo, e que isto está
provavelmente relacionado com padrões de história de vida, tais como estratégias
alimentares e comportamento social. O QE de sirênios está entre os mais baixos de todos
os mamíferos e foi relacionado à sua baixa taxa metabólica e longo período de crescimento
pós-natal.

Com exceção da audição (que será discutida posteriormente) a visão é o sentido

mais desenvolvido e estudado. O olho dos mamíferos marinhos é caracterizado por um

tapetum lucidum bem desenvolvido, que funciona para aumentar a sensibilidade do olho a

baixos níveis de luminosidade, e por glândulas de Harderian que produzem um muco

oleaginoso para proteger o olho. O sistema de acomodação  (i.e. musculatura ciliar) que serve para alterar o poder de refração da lente, é especialmente bem desenvolvido em

pinípedes e na lontra-marinha quando comparado com cetáceos e sirênios. A demonstração

da presença de percepção de cores em pinípedes, cetáceos e sirênios tem sido difícil,

apesar da existência de estudos comportamentais e a presença tanto de cones como

bastonetes na retina ter documentada para várias espécies. Os bulbos olfativos são

pequenos nos pinípedes e ausentes nos odontocetos. Em contraste, os peixes-boi e as

lontras-marinhas possuem relativamente grandes órgãos olfativos e presumivelmente uma

maior sensibilidade olfativa.

Sistema Tegumentário

O tecido tegumentário dos mamíferos marinhos funciona na proteção,
termorregulação e comunicação. A pele dos cetáceos e sirênios se distingue dos outros
mamíferos pela ausência de glândulas e pelagem. A camada epidérmica externa da pele
das belugas é única entre os cetáceos por apresentar uma muda anual.
 A camada interna da pele (hipoderme) forma o  blubber, um tecido conectivo frouxo
composto de células adiposas entremeadas de feixes de colágeno, que se conecta
fracamente ao tecido muscular subjacente. O blubber tem espessura e conteúdo lipídico
variável, sendo sujeito a variações ligadas à idade, sexo, individuais e sazonais.
Os padrões de cor na pele e pelagem dos mamíferos marinhos tem como funções
principais a camuflagem ou comunicação. Cracas e piolhos-de-baleia (crustáceos anfípodes
do gen. Cyamus) que se instalam na pele das baleias são provavelmente mutualistas ou
comensais ao invés de parasitas. É possível até que os piolhos-de-baleia sirvam como
indicadores dos cardumes de zooplâncton.
A pelagem dos pinípedes, da lontra marinha e do urso-polar consiste de pêlos de
guarda longos e espessos, com uma camada inferior de pêlos menores e mais finos. Estes
últimos são os principais responsáveis pelo isolamento térmico, ao aprisionar bolhas de ar e
não permitirem que a água encoste na pele. Uma camada de “tecido adiposo marrom” em
focas recém-nascidas ajuda a mante-las aquecidas através de termogênese "sem arrepio",
até que esta gordura se converta em blubber isolante. Uma vez que o poder isolante do
blubber é uma função da sua espessura, espécies de clima mais frio tendem a ter um
blubber mais espesso do que espécies que habitam águas tropicais. Pesquisas relacionadas
à termorregulação de focas indicam que a temperatura do ar é um importante fator limitante
na sua distribuição geográfica. Sistemas de contracorrente de troca de calor, que servem na
termorregulação, estão presentes nas nadadeiras dorsais, peitorais e caudais, bem como
nos órgãos reprodutivos dos mamíferos marinhos. Uma outra estratégia adotada pelos
mamíferos marinhos para reduzir a perda de calor para o ambiente foi a redução da sua
superfície e aumento do tamanho, o que diminui a relação superfície:volume.

Biogeografia de Mamíferos Marinhos

Para se compreender a distribuição de uma espécie é necessário que se tenha
conhecimento tanto de sua ecologia com de sua história evolutiva. As necessidades
ecológicas de um espécie limitam onde ela possa viver. Para os mamíferos marinhos os
padrões de temperatura da água e a distribuição de produtividade primária influenciam suas
distribuições atuais e passadas. As distribuições dos mamíferos marinhos atuais podem ser
classificadas como cosmopolitas, anti-tropicais (disjuntas) e endêmicas.
Dois grandes processos históricos influenciaram a distribuição geográfica das
espécies: dispersão (movimento de uma espécie para uma área) e vicariância (formação de
uma barreira que divide a área ocupada por uma espécie). Um cladograma de área pode
mostrar as relações filogenéticas entre espécies que habitem áreas diferentes. Se  a
distribuição geográfica das espécies for determinada principalmente por eventos vicariantes
então o cladograma de área de um taxon deverá ser similar à história geológica da área
ocupada. Filogenias já foram utilizadas para se estudar a biogeografia de relações
hospedeiro-parasita (p.ex. nematódeos e focídeos) e a evolução e biogeografia da ecologia
alimentar de peixes-boi.

Para os pinípedes, a biogeografia histórica sugere alguns padrões. Os estágios
iniciais da evolução dos odobenídeos se deu no Pacífico Norte. De lá as linhagens das
morsas modernas entraram no Caribe a partir do Pacífico através da Passagem da América
Central (5 a 8 Maa) e se dispersaram para o Atlântico Norte. Para os otarídeos a evolução
ocorreu principalmente no Pacífico Norte e os lobos- e leões-marinhos se dispersaram para
o hemisfério sul a aproximadamente 6 Maa. Já para os focídeos sua história evolutiva se
iniciou no Atlântico Norte. Se formos aceitar a monofilia dos pinípedes precisa-se supor que
um ancestral comum dos focídeos tenha migrado para essa área através da Passagem da
América Central. Deteriorações climáticas teriam resultado em uma migração das focas
monachinae para o sul, enquanto que os focinae se adaptavam para climas mais frios ao
norte. Aparentemente os monachinae se diversificaram nas águas frias do hemisfério sul,
para formar a atual fauna de focídeos antárticos. A diversificação e especiação dos focídeos
no Atlântico Norte provavelmente foi afetada por eventos glaciais.
Tanto os cetáceos como os sirênios tiveram uma origem Tethyana. Os odontocetos e
os misticetos mais antigos foram encontrados no hemisfério sul e aparentemente a evolução
do mecanismo de alimentação por filtração dos misticetos está ligada ao início da Corrente
Circumpolar Antártica e às rápidas mudanças criadas na produção zooplanctônica. Já  a
recente diversificação dos cetáceos deve estar ligada a mudanças no nível do mar, que
pode ter promovido o isolamento e especiação em alguns casos e extinção em outros. Para os sirênios, apesar de terem tido uma grande diversidade no passado, o esfriamento do
clima no final do Mioceno deve ter reduzido a disponibilidade de fanerógamas marinhas,
diminuindo a disponibilidade de recursos. A linhagem que deu origem a vaca-marinha de
Steller provavelmente foi uma adaptação para climas mais frios, e habitava o Mar de Bering
até ser extinta pelo homem.

 Mamíferos aquáticos utilizam sistemas inteiramente distintos para ouvir sob a água, tendo perdido ou reduzido suas orelhas externas. Os cetáceos, por exemplo, utilizam a maxila inferior para canalizar ondas sonoras a orelha interna.

Nos mamíferos aquáticos os dentes são numerosos, em algumas espécies como nos Odontocetáceos (baleia com dentes), este número e tamanho estão relacionados com o tipo de presa que ela caça, por exemplo, o cachalote possui 50 dentes que situam somente na arcada inferior, são grandes e próprios para apanhar presa maiores, como grandes peixes e focas. Já o golfinho e o delfim possuem dentes menores, agudos e em maior número cerca de 100 e 200 respectivamente, sendo sua alimentação principalmente de pequenos peixes. Os Misticetáceos (baleias de barbatanas), como a baleia azul, pelo menos no estado adulto, não possui dentes, estes animais exibem uma primeira dentição, que desaparece mesmo antes de seu nascimento, sendo substituído por barbatanas córneas e flexíveis, em número de centenas ou até milhares, localizadas somente na arcada superior, que servem para filtrar a água e reter minúsculos animais que são nos plânctons marinhos e muitas vezes até pequenos peixes.

Algumas das diferenças principais entre os mamíferos marinhos e outros habitantes marinhos são:

• Mamíferos marinhos respiram ar, enquanto a maioria dos outros animais marinhos extraem o oxigênio da água.
• Mamíferos marinhos possuem cabelo. Cetáceos possuem pouco ou nenhum cabelo, geralmente algumas poucas cerdas ao redor da cabeça ou boca. Todos os membros da ordem Carnivora têm uma camada de pele ou cabelo, mas são mais espessos e importantes para a termoregulação em lontras marinhas e ursos polares do que em focas ou leões marinhos. As densas camadas de pele contribuem para arrastar-se enquanto nada, tornando os mamíferos lentos, o que causa uma desvantagem na velocidade do nado.
• Mamíferos marinhos possuem grossas camadas de gordura, usadas para isolar seus corpos e prevenir a perda de calor. Lontras marinhas e ursos polares são exceção, dependendo mais da pele pala se afastar da hipotermia.
• A maioria dos mamíferos marinhos dão à luz um filhote por vez, e não são capazes de parir gêmeos ou ninhadas maiores.

Como os mamiferos aquaticos fazem para dormir ?

Os mamíferos que passam a vida toda na água não dormem, apenas descansam. Todos os cetáceos — como as baleias verdadeiras, golfinhos, botos, cachalotes e orcas — relaxam de maneira completamente diferente da nossa. O tempo que eles gastam descansando é curto, não se sabe com exatidão se passam segundos ou poucos minutos em relaxamento.

O que se sabe com segurança é que o descanso desses habitantes dos oceanos é comparado ao nosso estágio alfa de sonolência — quando, por exemplo, estamos quase dormindo com a TV ligada e alguém desliga o aparelho e despertamos. Nesses períodos, a concentração de oxigênio no sangue dos cetáceos diminui. Há uma redução na liberação do sangue para os tecidos — com exceção, é claro, dos órgãos vitais. Conseqüentemente, os batimentos cardíacos também diminuem o ritmo.

A orca, o boto cinza, o boto-cor-de-rosa, o golfinho e o cachalote descansam fazendo um movimento de sobe-e-desce na água. Nesse zigue-zague, voltam à superfície para respirar e continuar relaxando. Já as baleias verdadeiras, as maiores dos oceanos, como a azul, a jubarte e a franca, costumam "cochilar" na superfície. Também podem fazer o zigue-zague, mas como o risco de atropelamento é alto, acabam ficando ˆ vista dos barcos. Resistentes, fazem grandes travessias, como do sul da Argentina ao sul da Bahia, sem descansar.