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Der Körper der Waltiere ist unbehaart und stromlinienförmig, um Turbulenzen durch ihre Bewegung im Wasser zu verringern. Man unterteilt sie in Bartenwale und Zahnwale. Zum Steuern besitzen sie Flossen, wobei vor allem die kräftige Schwanzflosse den Antrieb gibt, sowie eine Rückenfinne zu Stabilität. Alle anderen Körperteile, zum Beispiel die Geschlechtsorgane, liegen im Inneren des Körpers oder in Hauttaschen. Unter der Haut befindet sich eine dicke Transchicht, die aus Fett und Öl besteht und den Körper isoliert. Die Knochen sind relativ leicht, porös und mit Öl gefüllt. Die Atmung findet durch ein oder zwei muskulöse Nasenlöcher, die sogenannten Spritzlöcher, statt. Bei vielen Walarten ist das Gehirn im Vergleich zur Körpergröße mit dem von Primaten zu vergleichen. Besonders der Gehörsinn ist sehr gut ausgeprägt. Bis auf die Wahrnehmung von Farben ist auch ihr Sehvermögen gut, allerdings gibt es auch fast blinde Delfinarten. Der Geruchssinn ist bei allen Waltieren zurück gebildet. Sie kommunizieren vor allem durch vielfältige Lautäußerungen. Zahnwale nutzen die Echoortung zur Orientierung. Die Jungen werden meist in Küstennähe geboren und mit Milch gesäugt, bis sie alt genug für feste Nahrung sind. Alle Waltiere können lange Zeit unter Wasser bleiben, bevor sie wieder zum Atmen an die Oberfläche kommen.
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