Valaiden evoluution perusteema on suurten eläinten kehittyminen paljon pienemmiltä esi-isiltä, ja missään tapauksessa tämä ei ole ilmeisempi kuin monitonniset siittiöt ja harmaat valaat, joiden perimmäiset esi-esi-isot olivat pieniä, koirakokoisia esihistoriallisia nisäkkäitä, jotka ryöstivät Keski-Aasian joenpohjat 50 miljoonaa vuosia sitten. Ehkä kiehtovammin, valaat ovat myös tapaustutkimus nisäkkäiden asteittaisesta kehityksestä täysin maanpäällisestä kokonaan meriteitse elämäntavat, vastaavilla mukautuksilla (pitkänomaiset vartaloet, hihnan jalat, puhallusaukot jne.) eri näppäinvälein matkan varrella.
2000-luvun vaihteeseen saakka valaiden lopullinen alkuperä oli varjostettu salaisuudessa, ja varhaisten lajien jäännöksiä oli vähän. Kaikki muuttui löydettyään valtava fossiilitilo Keski-Aasiassa (erityisesti Pakistanin maassa), joista osaa vielä analysoidaan ja kuvataan. Nämä fossiilit, jotka ovat peräisin vain 15 - 20 miljoonasta vuodesta dinosaurusten kaatumisen jälkeen 65 miljoonaa vuotta sitten, todistavat, että valaiden lopulliset esi-isät olivat läheisesti sukulaisia artiodaktyyleihin, tasapainoisiin, koukkuneisiin nisäkkäisiin, joita tänään edustavat siat ja lammas.
Ensimmäiset valaat
Useimmissa tapauksissa pakicetus (Kreikan kielellä "Pakistanin valas") oli erottamaton muista pienistä nisäkkäistä varhaisessa vaiheessa Eocene aikakausi: noin 50 kiloa, pitkillä, koiran kaltaisilla jaloilla, pitkällä hännällä ja kapealla kuonolla. Tärkeää on kuitenkin, että tämän nisäkkään sisäkorvan anatomia vastaa läheisesti nykyaikaisten valaiden anatomiaa, mikä on tärkein "diagnostinen" ominaisuus, joka asettaa Pakicetuksen valaiden evoluution juureen. Yksi Pakicetuksen lähimmistä sukulaisista oli Indohyus ("intialainen sika"), muinainen artiodaktyyli, jolla oli joitain kiehtovia merimuunnelmia, kuten paksu, virtahevon kaltainen nahka.
ambulocetus, nimeltään "kävelyvalas", kukoisti muutama miljoona vuotta Pakicetusin jälkeen ja sillä oli jo eräitä valaankaltaisia ominaisuuksia. Ottaa huomioon, että Pakicetus johti useimmiten maanpäälliseen elämäntapaan ja sukelsi joskus järviin tai jokiin löytääkseen ruokaa, Ambulocetusella oli pitkä, hoikka, saukonmainen vartalo, jossa oli hihnat, pehmustetut jalat ja kapea, krokotiilin kaltainen kuono. Ambulocetus oli paljon suurempi kuin Pakicetus ja vietti todennäköisesti huomattavasti aikaa vedessä.
Nimetty Pakistanin alueelta, josta sen luut löydettiin, rodhocetus näyttää vielä silmiinpistävämpiä mukautuksia vesielämäntapaan. Tämä esihistoriallinen valaita oli todella sammakkoinen, indeksoi kuivalle maalle vain ruokaa rehua varten ja (mahdollisesti) synnyttää. Evoluutiossa Rodhocetusin sanottavain piirre oli kuitenkin lonkkaluiden rakenne, jota ei sulautettu selkärankaansa ja joka siten tarjosi sille suuremman joustavuuden uidessa.
Seuraavat valaat
Rodhocetusin ja sen edeltäjien jäännökset on löydetty pääosin Keski-Aasiasta, mutta suurempi esihistoriallinen myöhäisen eoseenikauden valaat (jotka pystyivät uimaan nopeammin ja kauemmas) on löydetty monipuolisemmin paikoissa. Harhaanjohtavalla nimeltä Protocetus (se ei oikeastaan ollut "ensimmäinen valas") oli pitkä, hyljemainen runko, voimakkaat jalat itsensä ajamiseen. veden läpi, ja sieraimet, jotka olivat jo alkaneet siirtyä puoliväliin sen otsassa, kehitys ennakoi nykyaikaisen valaita.
Protocetus jakoi yhden tärkeän ominaisuuden kahdelle suunnilleen nykyajan esihistorialliselle valaalle, Maiacetus ja Zygorhiza. Zygorhizan eturaajat olivat saranoitu kyynärpäissä, vahva vihje siitä, että se ryömi maahan synnyttääkseen, ja näyte Maiacetus (tarkoittaen "hyvää äitivalasta") on löydetty fossiilisoituneesta alkiosta, joka on sijoitettu syntymäkanavaan maanpäälliselle toimitus. On selvää, että eoseenin aikakauden esihistoriallisilla valailla oli paljon yhteistä nykyaikaisten jättiläisten kilpikonnien kanssa!
Esihistorialliset valaat
Noin 35 miljoonaa vuotta sitten eräät esihistorialliset valaat olivat saavuttaneet jättimittaiset koot, jopa nykyaikaisia sinisiä tai siittiävalaita suurempia. Suurin sukunimi, joka on vielä tiedossa, on basilosaurus, joiden luiden (löydettiin 1800-luvun puolivälissä) luultiin kuuluvan kerran dinosaurukseen, tästä syystä sen petollinen nimi, tarkoittaen "kuningas lisko". Huolimatta 100 tonnin koostaan, Basilosaurusilla oli suhteellisen pieni aivot, eivätkä he käyttäneet kaikua uima. Vielä tärkeämpää evoluution näkökulmasta, Basilosaurus johti täysin vesielämäntapaan, syntymään sekä uintiin ja ruokintaan merellä.
Basilosaurus-aikakaudet olivat paljon vähemmän pelottavia, kenties siksi, että vedenalaisessa ravintoketjussa oli tilaa vain yhdelle jättiläis nisäkäspetoeläimelle. Dorudon kerran ajateltiin olevan vauva Basilosaurus; vasta myöhemmin tajutaan, että tämä pieni valas (vain noin 16 jalkaa pitkä ja puoli tonnia) ansaitsee oman sukunsa. Ja paljon myöhemmin Aetiocetus (joka asui noin 25 miljoonaa vuotta sitten), vaikka se painoi vain muutama tonni, osoittaa ensimmäisen primitiivisen sopeutumisen planktonin ruokintaan; pienet baleenilevyt sen tavallisten hampaiden vieressä.
Mikään keskustelu esihistoriallisista valaista ei olisi täydellinen ilman mainintaa melko uudesta suvusta, joka on osuvasti nimetty jättiläinen, joka julkistettiin maailmalle kesällä 2010. Tämä 50 jalkaa pitkä siittiövala painoi "vain" noin 25 tonnia, mutta näyttää siltä, että se on saalistanut valastovereitaan yhdessä esihistorialliset kalat ja kalmarit, ja suurin saalis saattaa olla saalistanut sitä vuorostaan esihistoriallinen hai kaiken aikaa, Basilosaurus-kokoinen Megalodon.