I u waleni, i u ichtiozaurów występowały płetwy – rozwinęły się one jednak u tych grup niezależnie. Zjawisko takie nazywane jest konwergencją, natomiast wspólne cechy pomimo odmiennego pochodzenia zwane są homoplastycznymi. Wyrażają one adaptację organizmów o różnym pochodzeniu do podobnych warunków środowiskowych. Badania molekularne wskazały na hipopotamowate jako na najbliższych współczesnych krewnych waleni. Wyniki te odzwierciedla pogląd o przynależności waleni do rzędu parzystokopytnych. O ile u hipopotamowatych obserwuje się już pewne adaptacje do wodnego trybu życia, walenie są znacznie bardziej zaawansowane ewolucyjnie. Spośród innych ssaków walenie pod względem morfologii najbardziej przypominają syreny, jednak i w tym przypadku nie świadczy to o bliskim pokrewieństwie, ale stanowi wyraz ewolucji równoległej. Przykłady tej ostatniej odnaleźć można także w obrębie grupy waleni. Przykładowo Cephalorhynchus z rodziny delfinowatych przystosował się do przybrzeżnych siedlisk półkuli południowej, morfologią i wielkością przypominając morświnowate, inny delfinowaty Australodelphis przywodził z kolei na myśl zyfiowate. Ewolucja waleni nie przebiegała jednak jednokierunkowo.