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Chaque espèce et, au sein de chacune, chaque individu, est identifiable par un chant qui lui est propre. Vivant dans les mers tempérées à froides, les baleines possèdent une épaisse couche de graisse. Étant donné leur taille, elles n'ont pour ennemis que les orques et, surtout, l'homme, qui, par une chasse à outrance (pour la viande et la graisse, aux nombreux usages industriels), a mis en danger la survie de plusieurs espèces. La chasse a été interdite en 1986, mais quelques pays continuent de la pratiquer (notamment le Japon et la Russie).
La gestation dure de 10 à 13 mois. Les femelles mettent au monde tous les deux à trois ans un seul jeune (à la naissance, une baleine bleue pèse déjà 7 t). Si les baleineaux s'émancipent de leur mère à l'âge de 1 ou 2 ans, ils n'atteignent leur maturité sexuelle que bien plus tard, entre 5 et 15 ans. Les baleines vivent de 80 à 100 ans.
Les baleines se nourrissent de krill (euphausiacés), minuscules crustacés du plancton ressemblant à des crevettes, groupés en bancs immenses. Les filaments des fanons, séparés de quelques millimètres, forment un filtre. Les baleines engouffrent plusieurs mètres cubes d'eau, qu'elles expulsent à travers ce filtre pour retenir le krill.
– Les baleines franches sont représentées par 3 espèces : la baleine du Groenland (Balaena mysticetus, 18 m), la baleine noire (B. glacialis, 18 m) et la baleine pygmée (Caperea marginata, 6 m).
– Les rorquals, ou balénoptères, reconnaissables aux sillons qui ornent leur gorge, comptent 6 espèces : la baleine bleue ou rorqual bleu (Balaenoptera musculus, 33 m), le rorqual commun (B. physalus, 27 m), le rorqual de Rudolphi (B. borealis, 16 m), le rorqual de Bryde (B. edeni, 15 m), le petit rorqual ou minke (B. acutorostrata, 9 m), et la jubarte ou baleine à bosse (Megaptera novaeangliae, 16 m).
– La baleine grise (Eschrichtius robustus), qui mesure environ 15 m de long, vit dans les zones nord du Pacifique. L'été, elle chasse le krill dans l'océan Arctique, puis couvre jusqu'à 20 000 km vers le sud pour atteindre ses sites de reproduction hivernaux.