Vaalade evolutsiooni põhiteema on suurte loomade väljaarendamine paljudest väiksematest esivanematest ja kusagil pole see ilmsem kui mitmetonnised spermatosoidid ja hallvaalad, kelle peamisteks eellasteks olid väikesed, koera suurused eelajaloolised imetajad, kes ujusid Kesk-Aasia jõesängi 50 miljonit aastaid tagasi. Võib-olla veelgi intrigeerivamalt on vaalad ka juhtumianalüüs imetajate järkjärgulise arengu kohta täielikult maapealsest täielikult mereni eluviisid koos vastavate kohandustega (piklikud kehad, rihmaga jalad, puhumisavad jne) mitmesuguste võtmeintervallidega kogu tee vältel.
Kuni 21. sajandi vahetuseni oli vaalade lõplik päritolu varjul saladuses, varasemate liikide vähest jääki. See kõik muutus Kesk-Aasias (täpsemalt Pakistani riigis) tohutu fossiilide avastamisega, millest mõnda veel analüüsitakse ja kirjeldatakse. Need fossiilid, mis pärinevad vaid 15 kuni 20 miljonit aastat pärast dinosauruste kadumist 65 miljonit aastat tagasi, tõestavad, et vaalade ülimad esivanemad olid tihedalt seotud artiodaktüülidega, ühtlaste varvastega, haagisega imetajatega, keda tänapäeval esindavad sead ja lambad.
Esimesed vaalad
Enamikul viisidest Pakicetus (Kreeka keeles "Pakistani vaal") eristus teistest varajastest imetajatest Eocene ajajärk: umbes 50 naela, pikkade, koera moodi jalgade, pika saba ja kitsa kärsaga. Oluline on aga see, et selle imetaja sisekõrvade anatoomia vastab täpselt tänapäevaste vaalade anatoomiale, mis on peamine "diagnostiline" omadus, mis asetab Pakicetuse vaalade arengu juurtesse. Üks Pakicetuse lähimaid sugulasi oli Indohyus ("india siga"), iidne artiodaktüül, millel olid mõned intrigeerivad merelised kohandused, näiteks paks, jõehobulaadne nahk.
Ambulocetus, teise nimega "kõndiv vaal", õitses mõni miljon aastat pärast Pakicetust ja sellel olid juba mõned selgelt eristatavad vaalasarnased omadused. Arvestades, et Pakicetus elas peamiselt maapealset eluviisi, sukeldudes aeg-ajalt järvedesse või jõgedesse toidu otsimiseks; Ambulocetus omas pikka, saledat, saarmase keha, rihmadega, polsterdatud jalgadega ja kitsa, krokodillilaadse kehaga kärss. Ambulocetus oli Pakicetusest palju suurem ja veetis tõenäoliselt märkimisväärse osa ajast vees.
Nimeks selle Pakistani piirkonna järgi, kus selle luud avastati, Rodhocetus näitab veelgi silmatorkavamat kohanemist vee-eluviisidega. See eelajalooline vaal oli tõeliselt kahepaikne, indekseeris kuival maal ainult sööda saamiseks ja (võimalik), et sünnitas. Evolutsioonilises mõttes oli Rodhocetus kõige kõnekamaks omaduseks aga puusaluude struktuur, mis ei olnud sulanud selgroogu ja võimaldas seega ujumisel suuremat paindlikkust.
Järgmised vaalad
Rodhocetus ja tema eelkäijad on leitud peamiselt Kesk-Aasias, kuid suurem eelajalooline hilise eotseeni ajastu vaalu (mis suutsid kiiremini ja kaugemale ujuda) on mitmekesisemalt välja uuritud asukohad. Petlikult nimega Protocetus (see polnud tegelikult "esimene vaal") oli pikk, hülgetaoline keha, võimsad jalad enda tõukamiseks. läbi vee ja ninasõõrmed, mis olid juba otsast poole poole rändama hakanud, nägi areng kaasaegsete puhumisavasid vaalad.
Protocetusel oli üks oluline omadus kahe umbkaudu tänapäevase eelajaloolise vaala, Maiacetus ja Zygorhiza. Zygorhiza esijäsemed olid küünarnukkidega hingedega ühendatud, tugeva vihjega, mida see roomates sünnitas, ja isendist Maiacetus (tähendab "hea emavaal") on leitud kivistunud embrüoga, mis on asetatud sünnikanalisse maapealse jaoks kohaletoimetamine. On selge, et Eocene'i ajastu eelajaloolistel vaaladel oli tänapäevaste hiiglaslike kilpkonnadega palju ühist!
Hiiglaslikud eelajaloolised vaalad
Umbes 35 miljonit aastat tagasi olid mõned eelajaloolised vaalid saavutanud hiiglasliku suuruse, isegi suuremad kui tänapäevased sini- või spermavaalad. Suurim seni teadaolev perekond on Basilosaurus, mille luud (avastatud 19. sajandi keskel) arvati kunagi kuuluvat dinosaurustesse, sellest tulenevalt selle petlik nimi, mis tähendab "kuninga sisalik". Vaatamata oma 100-tonnisele suurusele omasid Basilosaurus suhteliselt väikest aju ja ei kasutanud siis ehholokatsiooni ujumine. Evolutsioonilisest aspektist veelgi olulisem - Basilosaurus juhtis täielikult vees elavat eluviisi, sünnitades ning ujudes ja toitudes ookeanis.
Basilosauruse kaasaegsed olid palju vähem kartlikud, võib-olla seetõttu, et merealuses toiduahelas oli ruumi ainult ühele hiiglaslikule imetajale kiskjale. Dorudon kunagi arvati olevat beebi Basilosaurus; alles hiljem saadi aru, et see väike vaal (ainult umbes 16 jalga pikk ja pool tonni) väärib oma perekonda. Ja palju hilisem Aetiocetus (mis elas umbes 25 miljonit aastat tagasi), kuigi see kaalus vaid paar tonni, näitab esimest ürgset kohanemist planktoni söötmisega; väikesed baleenplaadid tavaliste hammaste kõrval.
Ükski eelajalooliste vaalade teemaline arutelu poleks täielik, kui pole mainitud üsna uut perekonda, mida on tabavalt nimetatud Leviathan, mis kuulutati maailmale 2010. aasta suvel. See 50 jala pikkune sperma vaal kaalus "ainult" umbes 25 tonni, kuid näib, et see on ta kaasvaaladele koos teiste eelajaloolised kalad ja kalmaarid ning tõenäoliselt võtsid seda omakorda suurimad eelajalooline hai kogu aeg Basilosaurus suurusega Megalodon.