Los cetáceos (Cetacea) son un infraorden de mamíferos placentarios completamente adaptados a la vida acuática. Se subdividen en dos parvórdenes, el de los misticetos y el de los odontocetos. Un tercer parvorden, los arqueocetos, solo contiene especies extintas.

Hasta hace poco los cetáceos estaban clasificados como un orden aparte, pero nuevas clasificaciones cladísticas actuales, han incluido a Cetacea como un infraorden del orden Artiodactyla (que incluye camellos, llamas, cerdos, vacas o toros, cabras, ovejas, hipopótamos, antílopes, ciervos, entre otros) y en el suborden Whippomorpha o Cetacondonta junto con los hipopótamos, sus parientes más próximos, y algunos clados extintos, ya que ambos compartieron antepasados que vivieron durante el Eoceno y el Paleoceno.

Fue a partir de principios de la década de 1990, cuando análisis moleculares sobre una gran cantidad de proteínas y secuencias de ADN indicaron que los cetáceos debían ser incluidos dentro del orden de los artiodáctilos, siendo muy cercanos filogenéticamente los hipopotámidos. Así pues, se propuso la creación del clado de los cetartiodáctilos, que reúne tanto a los artiodáctilos como a los cetáceos.

Sin embargo, esto no es sin controversia, ya que muchos científicos no están de acuerdo en que los hipopótamos se emparenten con delfines y ballenas porque tienen una separación morfológica muy fuerte.

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