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此外，座头鲸的迁徙习性也是极具特色的，它们夏季在南极海域摄食，冬季则北迁到热带水域繁殖。
小须鲸（Balaenoptera acutorostrata)与南极小须鲸（B. bonaerensis)作为须鲸中的“小型种”（体长通常不超过10米），它们是南极大陆架海域最常见的须鲸之一。南极小须鲸是唯一严格分布于南半球的须鲸物种，其摄食策略以“冲刺式滤食”为主——通过快速下潜至数百米深度，短时间吞入大量含磷虾的海水团，再通过须板高效过滤。这种高效的能量获取方式使其在冬季食物稀缺期仍然能够维持生存。
塞鲸（Balaenoptera borealis)的身体长度可以达到19米，是南极海域中迁徙距离最长的须鲸之一（夏季在南极摄食，冬季北迁到赤道水域繁殖）。其口腔结构适应了快速游动中的滤食需求，须板间距比较宽（大约0.5毫米），适合过滤体型稍大的桡足类（如南极哲水蚤），同时下颌关节的灵活性使其能在高速游动（时速可以达到40公里）时仍然保持稳定的滤食效率。
齿鲸亚目这一类鲸鱼是种精准适应的海中捕猎者，齿鲸通过牙齿主动捕猎，其代表物种包括虎鲸（Orcinus orca)、抹香鲸和南极海豚。
虎鲸作为顶级掠食者，在南极海域形成了独特的“生态型分化”——例如，南极A型虎鲸专食海豹，其背鳍高度可以达到1米（雄性），并且群体协作时会利用冰缘地形把海豹冲入水中；B型虎鲸则以企鹅和小型须鲸幼鱼为食，其牙齿更短粗以适应撕咬硬壳猎物。虎鲸的声呐系统具有高度定向性（可以分辨1公里外猎物的类型），并且能够通过群体协作传递复杂信息（如围捕策略）。
抹香鲸（Physeter macrocephalus)主要分布于全球温带至热带海域，但部分种群会季节性南迁到南极外围水域捕食大王乌贼。其头部巨大的“鲸蜡器官”（占体重的1/4)不仅用于调节浮力，还可能是生物声呐的能量放大器——抹香鲸能够下潜到2000米深度并持续1小时以上，依靠低频声波（频率大约10-30Hz)定位深海水母与乌贼。
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