# Cymbospondylus

Cymbospondylus (littéralement « vertèbres en coupe ») est un genre éteint de grands ichthyosaures, dont il figure parmi les plus anciens représentants, ayant vécu durant la fin du Trias inférieur jusqu'au début du Trias moyen dans ce qui est aujourd'hui l'Amérique du Nord et l'Europe. Les premiers fossiles connus de ce taxon sont un ensemble de vertèbres plus ou moins complètes découvert au XIXe siècle dans diverses chaînes montagneuses du Nevada, aux États-Unis, avant d'être nommés et décrits par Joseph Leidy en 1868. C'est au début du XXe siècle que des fossiles plus complets sont mis au jour par le biais de plusieurs expéditions lancées par l'université de Californie, et décrits plus en détails par John Campbell Merriam en 1908, visualisant ainsi l'anatomie globale de l'animal. Alors que de nombreuses espèces ont été attribuées au genre, seules cinq sont reconnues valides, les autres étant considérées comme synonymes, douteuses ou appartenant à d'autres genres. Cymbospondylus était autrefois classé comme un représentant des Shastasauridae, mais des études plus récentes le considèrent comme plus basal, vu comme le genre type des Cymbospondylidae.
Étant un ichthyosaure, Cymbospondylus possède deux paires de palettes natatoires et une nageoire caudale. Comme les autres ichthyosaures non parvipelviens, Cymbospondylus a un profil très élancé, contrairement aux ichthyosaures ultérieurs qui ont une biomorphologie similaire à celle des dauphins. Les différentes espèces du genre varient grandement en termes de taille, les plus petites atteignant environ 4 à 5 m de long. La plus grande espèce connue, C. youngorum, est estimée avoir mesuré environ 17 m de long, faisant de Cymbospondylus l'un des plus grands ichthyosaures identifiés à ce jour, mais aussi l'un des plus grands animaux connus de son temps. L'animal possède un crâne ayant un museau long et fin, des orbites proportionnellement petites, un tronc allongé et une queue moins prononcée que chez les ichthyosaures ultérieurs. Les dents sont coniques et pointues, ayant des crêtes longitudinales, indiquant un régime alimentaire composé de poissons et de céphalopodes, voire d'autres reptiles marins pour les plus grandes espèces.
Contrairement aux cétacés, les ichthyosaures du Trias comme Cymbospondylus montrent qu'il ont atteint très rapidement de grandes tailles après leur apparition, probablement à cause de la radiation évolutive de leurs proies que sont les conodontes et les ammonites après l’extinction Permien-Trias. La taille des ichthyosaures commence à diminuer plus tard en raison notamment de l'augmentation de la taille de leurs yeux, très utiles pour repérer les proies. Toutes les espèces établies de Cymbospondylus sont connues dans les archives fossiles du Nevada et de la Suisse, des spécimens référés sans affiliations spécifiques ayant néanmoins été découverts en Idaho, dans le reste des Alpes ainsi que dans le Spitzberg, une île de Norvège. Les formations où les espèces reconnues ont été découvertes montrent que Cymbospondylus vivait dans des écosystèmes marins aux côtés de mollusques comme des bivalves et des ammonites, des poissons osseux comme Saurichthys et des cœlacanthes, des poissons cartilagineux comme des hybodontiformes, et des reptiles marins comme des sauroptéygiens et d'autres ichthyosaures. Les différents ichthyosaures de ces localités auraient utilisé différentes stratégies alimentaires pour éviter la compétition.

## Historique des recherches
### Découverte et identification

En 1868, le paléontologue américain Joseph Leidy décrit deux nouveaux genres d'ichthyosaures datant du Trias moyen sur la base de vertèbres fossiles découvertes dans plusieurs localités du Nevada, aux États-Unis, qui furent toutes transmises par le biais du géologue Josiah Dwight Whitney. L'un des deux genres qu'il nomme est Cymbospondylus, auquel il attribue deux espèces. Le premier est C. piscosus, que Leidy nomme sur la base de plusieurs vertèbres plus ou moins complètes découvertes dans différentes chaînes montagneuses de l'État. L'holotype de C. piscosus est un bloc contenant cinq vertèbres dorsales incomplètes qui fut découvert dans le chaînon New Pass (en), situé au nord-ouest de la ville d'Austin$^,$$^,$$^,$$^,$. L'auteur attribue deux autres spécimens à l'espèce, l'un étant une série de huit vertèbres caudales découvertes dans la localité de Star Canyon, dans le chaînon Humboldt (en), et l'autre étant une unique vertèbre, probablement caudale elle aussi, découverte dans le chaînon Toiyabe, dans la rivière Reese (en), au nord-est d'Austin. La seconde espèce est C. petrinus, nommée à partir de cinq grandes vertèbres dorsales découvertes dans le chaînon Humboldt. Le nom de genre Cymbospondylus dérive des mots en grec ancien κύμβη / kymbē « coupe » et σπόνδυλος / spondylos « vertèbre », le tout réuni voulant littéralement dire « vertèbres en coupe », en référence à la forme assez évidente de cette partie du squelette. Comme aucune espèce type ne fut désignée dans l'article de 1868, il faudra attendre 1902 pour que John Campbell Merriam assigne C. piscosus à ce titre, ce dernier étant le premier nommé dans la description officielle du genre par Leidy.
Entre 1901 et 1907, l'université de Californie envoie dix expéditions à travers différents recoins des États-Unis pour récupérer un maximum de fossiles d'ichthyosauriens datant du Trias, afin d'analyser ceux-ci plus en détail. Ces mêmes expéditions sont dirigées par Merriam et sont presque toutes financées par Annie Montague Alexander. Les recherches recueillent finalement plus de cinquante spécimens, chacun préservant une importante partie de leurs squelettes. Parmi ces fossiles figurent plusieurs spécimens d'excellente qualité provenant de C. petrinus, dont un squelette presque complet, catalogué UCMP 9950, tous découverts dans la localité d'origine mentionnée par Leidy. Comme les autres ichthyosaures mentionnés dans l'ouvrage, Merriam décrit le taxon plus en profondeur sur la base de nouveaux matériaux fossiles connus. Une importante partie des descriptions anatomiques de Merriam sur C. petrinus sont toujours reconnues comme viables, et sont mêmes utilisées en anatomie comparée dans les études ultérieures menées sur le genre Cymbospondylus, conférant ainsi à la validité de l'espèce$^,$$^,$$^,$$^,$.
Contrairement à C. petrinus, aucun fossile supplémentaire attribué à l'espèce type C. piscosus n'a été découvert. Dans les travaux de Merriam, ce dernier reconnaît C. piscosus comme distinct sur la base de sa plus petite taille et par les faces régulièrement concaves des vertèbres du spécimen holotype$^,$. Ce n'est qu'ultérieurement que la validité de C. piscosus commence à être remise en question, les auteurs mentionnant le caractère douteux des fossiles. Dans leur ouvrage publié en 2003, Christopher McGowan et Ryosuke Motani affirment que les vertèbres fossiles attribuées à C. piscosus ne présentent pas de caractéristiques distinctives pour prouver sa validité. Cela poserait donc un problème taxonomique, car si l'espèce type s'avère être un nomen dubium, le genre auquel il est classé le sera également. Pour tenter de régler ce problème, les deux auteurs suggèrent que le squelette le plus complet connu de C. petrinus (UCMP 9950) puisse être désigné comme néotype de C. piscosus. Cependant, comme aucun appel formel du CINZ n'a été établi à ce jour, le nom de C. petrinus pour le néotype proposé doit être conservé jusqu'à nouvel ordre. Par conséquent, C. piscosus n'est pas inclus dans la plupart des descriptions concernant le genre bien qu'il soit toujours reconnu comme espèce type$^,$.

### Autres espèces

En 1927, un squelette partiel d'un grand ichthyosaure est découvert dans le versant suisse du site fossilifère du Monte San Giorgio, et est mentionné par le paléontologue suisse Bernhard Peyer (en) en 1944. Vingt ans plus tard, en 1964, Emil Kuhn-Schnyder (de) publie une photo de ce même spécimen et suggère que ce dernier partagerait des affinités avec Cymbospondylus, alors uniquement connu en Amérique du Nord à cette époque. Le spécimen en question, catalogué PIMUZ T 4351, est formellement décrit pour la première fois en 1989 sous le nom de C. buchseri par Paul Martin Sander (de), confirmant ainsi la présence du genre en Europe. L'épithète spécifique buchseri est nommé en l'honneur de Fritz Buchser, membre du musée de paléontologie de l'université de Zurich, ce dernier ayant préparé le squelette holotype en 1931 comme sa première grande réalisation professionnelle.
Alors que C. petrinus fut pendant un temps vue comme la seule espèce valide du genre connu au Nevada, ce n'est qu'à partir du début du XXIe siècle que des découvertes ultérieures viendront contredire cette affirmation. En 2006, Nadia Fröbisch et ses collègues décrivent l'espèce C. nichollsi sur la base d'un squelette incomplet, catalogué FMNH PR 2251, qui fut découvert dans les montagnes Augusta. Le fossile fut à la base exhumé dans l'espérance de trouver un nouveau spécimen de C. petrinus, mais le nombre important de différences anatomiques a conduit les chercheurs à établir une espèce distincte. L'espèce en question est nommée en hommage à Elizabeth Nicholls, paléontologue américano-canadienne spécialisée dans les reptiles marins du Trias, grande contributrice aux recherches sur les ichthyosaures ayant vécu lors de cette période$^,$. Dans leur description, Fröbisch et ses collègues considèrent qu'un crâne presque complet attribué à C. petrinus, catalogué UCMP 9913, pourrait appartenir à C. nichollsi, car présentant des caractéristiques s'en approchant. Cependant, le spécimen ayant été relativement peu décrit dans la littérature scientifique, les auteurs ne savent pas si ce dernier montrerait en fait des variations intraspécifiques au sein de C. petrinus, jugeant donc qu'une description plus approfondie est nécessaire. Les études ultérieures menées sur le genre Cymbospondylus réfèrent néanmoins toujours le spécimen UCMP 9913 à C. petrinus, mais mentionnant tout de même quelques différences notables avec le spécimen UCMP 9950.
En 2011, un nouveau fossile notable de Cymbospondylus est également découvert dans les montagnes Augusta, puis exhumé trois ans plus tard, en 2014. Cette découverte concerne un squelette partiel qui fut brièvement mentionné dans un article secondaire de 2013 décrivant le grand ichthyosaure contemporain Thalattoarchon, ainsi que dans une étude histologique de 2018, où il figure parmi les spécimens analysés. Ce n'est cependant qu'ultérieurement que le spécimen, catalogué LACM DI 158109, est formellement désigné holotype pour l'espèce C. duelferi par Nicole Klein et ses collègues en 2020. Le nom d'espèce duelferi est choisi en l'honneur d'Olaf Dülfer, préparateur de fossiles ayant apporté de nombreuses contributions pratiques à la recherche sur les reptiles marins du Mésozoïque$^,$.
En 1998, toujours dans les montagnes Augusta, Sander découvre un autre spécimen notable de Cymbospondylus, et l'exhume avec ses collègues entre 2014 et 2015. Après préparation des fossiles, le spécimen, catalogué LACM DI 157871, consiste en un grand crâne complet, quelques vertèbres cervicales, l'humérus droit ainsi que des fragments de la ceinture scapulaire. C'est en 2021, soit un an seulement après l'identification de C. duelferi, qu'une nouvelle espèce du genre est nommée à partir de ce spécimen dans la revue scientifique Science par Sander et ses collègues. Cette espèce, C. youngorum, est nommée en l'honneur de Tom et Bonda Young, ces derniers ayant soutenu financièrement le projet d'exhumation du fossile.

### Possibles spécimens pouvant appartenir au genre

De nombreux autres spécimens plus partiels attribués à Cymbospodylus ont été découverts dans diverses formations géologiques en Europe et en dehors du Nevada, mais leur attribution spécifique ne pouvant être déterminée, ces derniers sont alors référés sous le nom de Cymbospondylus sp. dans la littérature scientifique. Trois de ces spécimens, dont un provenant de l'Idaho, et deux provenant de l'archipel norvégien du Svalbard, sont datés de l'étage Olénékien du Trias inférieur, faisant de ces derniers les plus anciens représentants connus du genre$^,$$^,$. Ci-dessous, la liste des spécimens pouvant potentiellement appartenir à Cymbospondylus :
* En 1980, Kuhn-Schnyder décrit un squelette partiel antérieur d'un ichthyosaure découvert dans le monte Seceda (it), en Italie. Le spécimen décrit fut d'abord référé par l'auteur sous le nom de Shastasaurus sp., avant d'être référé à Cymbospondylus lors de la description officielle de C. buchseri par Sander en 1989, une attribution qui semble être toujours reconnue actuellement.
* En 1992, Sander décrit deux spécimens attribués à Cymbospondylus découverts dans différentes localités du Spitzberg, au Svalbard. Le premier et le mieux préservé des deux spécimens décrits dans l'article consiste en une série de 17 vertèbres associées avec des côtes qui furent découvertes en 1961 dans le mont Botneheia (en), étant catalogué PIMUZ A/III 496. Le second consiste en deux vertèbres isolées, cataloguées PIMUZ A/III 554 et 555, qui furent toutes deux découvertes dans la baie de Wichebukta (en).
* En 1994, Judy A. Massare et Jack M. Callaway réfèrent un certain nombre de fossiles à Cymbospondylus découverts en 1985 par H. Gregory McDonald dans le membre Platy Siltstone de la formation de Thaynes (en), situé en Idaho aux États-Unis.
* En 2001, Olivier Rieppel et Fabio Marco Dalla Vecchia répertorient un ensemble de fossiles de reptiles marins datant du Trias et découverts dans la commune de Forni di Sotto, en Italie, dont deux qu'ils attribuent avec des doutes à Cymbospondylus. La première de ces collections consiste en une unique vertèbre, une épine neurale et trois fragments de côtes, tandis que la seconde consiste en deux vertèbres isolées.
* En 2012, Marco Balini et Silvio C. Renesto décrivent quatre vertèbres plus ou moins partielles attribuées à Cymbospondylus qui furent découvertes dans la commune de Piazza Brembana, en Italie, étant cataloguées MCSNB 11689 A, B, C, et D.
* Entre 2013 et 2023, de nombreuses vertèbres attribuées au genre ont été identifiées dans le membre de Vendomdalen de la formation de Vikinghøgda (en), dans le Svalbard$^,$$^,$.

### Espèces anciennement attribuées

Bien que de nombreuses espèces valides et distinctes aient été attribuées à Cymbospondylus tout au long de son histoire taxonomique, certaines d'entre elles ont été réaffectées à différents genres ou sont considérées comme synonymes, voire douteuses. Dans l'article où il décrit Cymbospondylus en 1868, Leidy nomme également un autre ichthyosaure sous le nom de Chonespondylus grandis, sur la base d'un fragment d'une vertèbre caudale trouvé dans la localité de Star Canyon, dans le chaînon Humboldt. Le nom de genre Chonespondylus dérive des mots en grec ancien χοάνη / khoánē « entonnoir » et σπόνδυλος / spondylos « vertèbre », nommé de la même manière que pour Cymbospondylus. L'épithète spécifique vient du latin grandis, signifiant « grand, large ». En 1902, Merriam répertorie les découvertes de Leidy, mais n'ayant trouvé aucuns traits distinguant Chonespondylus de Cymbospondylus, il décide de synonymiser le premier nom avec le second, sous le nom de C. (?) grandis. En 1908, après la découverte de nouveaux fossiles très complets de C. petrinus, Merriam décide de synonymiser définitivement C. (?) grandis à ce dernier$^,$.
En 1873, John Whitaker Hulke décrit une espèce d'Ichthyosaurus sous le nom d'I. polaris, nommée à partir de deux séries de vertèbres associées à des fragments de côtes qui furent découvertes à Isfjorden, au Spitzberg, une île en Norvège. En 1902, le paléontologue russe Nikolai Nikolajewitch Yakowlew déplace l'espèce au sein du genre Shastasaurus, en référant au passage une vertèbre isolée à ce taxon. En 1908, Merriam déplace à son tour cette espèce dans le genre Cymbospondylus, sous le nom de C. (?) polaris. Merriam exprime tout de même une certaine hésitation concernant cette attribution, affirmant que la véritable identité générique ne peut être déterminée pour cette espèce en raison du peu de fossiles connus. En 1910, l'espèce est déplacée dans le genre nouvellement érigé Pessosaurus (en) par Carl Wiman, en tant que P. polaris, et a toujours été référée sous ce nom depuis. Bien que ce taxon soit déclaré comme un nomen dubium selon des études publiées lors de la fin du XXe siècle, il est vu comme un species inquirenda selon McGowan et Motani en 2003, c'est-à-dire un taxon en cours d'enquête, car de nombreux fossiles, qui ont depuis été référés à P. polaris, pourraient le rendre à nouveau valide.
Toujours dans son ouvrage de 1908, Merriam érige deux nouvelles espèces du genre, provenant de la même localité que C. petrinus. Le premier est C. nevadanus, nommé à partir de fossiles constituant un membre postérieur. Merriam distingue cette espèce de C. petrinus sur la base de sa taille plus imposante et des proportions différentes de certains os. Cependant, le matériel de C. nevadanus n'est pas suffisamment diagnostique pour étayer la validité de cette espèce, qui est considérée comme species inquirenda selon McGowan et Motani en 2003$^,$. La seconde espèce érigée par Merriam est C. natans, qu'il nomme à partir d'un humérus isolé, auquel il attribue un radius, un ulna, des carpes et une série de vertèbres caudales. Dans son article, il remarque la similarité de ces ossements avec ceux de Mixosaurus, conduisant l'auteur à renommer l'espèce en M (?) natans en 1911. Durant une grande partie du XXe siècle, M (?) natans sera reconnue comme une espèce valide de Mixosaurus jusqu'en 1999, où elle est synonymisée avec M. nordenskioeldii. Bien que M. nordenskioeldii soit lui-même considéré comme un nomen dubium depuis 2005, le matériel fossile concerné reste attribué à la famille des Mixosauridae et n'est désormais plus attribuable à Cymbospondylus.
Dans une revue sur les ichthyosaures d'Allemagne publiée en 1916, Friedrich von Huene décrit deux autres espèces de Cymbospondylus dont les fossiles ont été découverts dans le Muschelkalk de la ville de Laufenburg, dans le land de Bade-Wurtemberg. Le premier est C. germanicus, qu'Huene nomme à partir d'une vertèbre unique associée à d'autres vertèbres ainsi qu'à un basioccipital. Immédiatement après, la validité de C. germanicus est mise en doute par Ferdinand Broili, ce dernier citant que les fossiles concernés ne présentent pas de traits suffisamment notables pour être reconnus comme distincts$^,$. De plus, les fossiles s'avèrent être trop mal conservés pour être distingués comme appartenant à une espèce valide, étant par conséquent un nomen dubium. La seconde espèce décrite par Huene est C. parvus, qu'il nomme à partir de deux vertèbres dorsales isolées. Bien que cette espèce ait été pendant longtemps reconnue comme valide, ses fossiles sont également vus comme non diagnostiques, et elle est aussi un nomen dubium$^,$.
En 2002, les paléontologues Chun Li et Hai-Lu You nomment une nouvelle espèce sous le nom de C. asiaticus sur la base d'un crâne complet découvert dans la formation de Xiaowa (en), située dans la province de Guizhou, en Chine, et qui est considéré comme le plus récent représentant connu du genre lors de sa description. Dans la description officielle de C. nichollsi, publiée en 2006, les auteurs se montrent dubitatifs concernant l'attribution de cette espèce à Cymbospondylus. Ils mentionnent que ce dernier ne partage aucun point commun notable avec les trois espèces alors reconnues du genre à l'époque, à savoir C. petrinus, C. buchseri et C. nichollsi, et suggèrent qu'il serait en fait un synonyme junior de Guizhouichthyosaurus tangae. La synonymie proposée par Fröbisch et ses collègues est acceptée en 2009 par Qing-Hua Shang et Li après la découverte d'un squelette presque complet de Guizhouichthyosaurus provenant de la même formation. Cependant, considérant que Guizhouichthyosaurus est similaire à Shastasaurus, ils déplacent alors l'espèce sous le nom de S. tangae. Cette synonymie est contestée dès l'année suivante, en 2010, dans lequel Michael W. Maisch reclasse provisoirement Guizhouichthyosaurus en tant que genre distinct. En 2011, Sander et ses collègues considèrent à leur tour que Guizhouichthyosaurus est distinct, tandis qu'une étude de 2013 menée par Shang et Li le synonymise toujours avec Shastasaurus. Cependant, de nombreux analyses phylogénétiques et morphologiques publiées ultérieurement considèrent Guizhouichthyosaurus comme étant un genre bien distinct de Shastasaurus$^,$$^,$$^,$.

## Description
### Introduction

Comme tous les ichthyosaures, Cymbospondylus possède un museau allongé et généralement étroit, de grandes orbites et une douve caudale soutenue par des vertèbres dans la moitié inférieure. Les ichthyosaures ressemblent superficiellement aux dauphins et ont des palettes natatoires, mais les représentants les plus anciens (à l'exception des parvipelviens, plus dérivés) ne possèdent pas de nageoire dorsale, ou en auraient une mais relativement peu développée. Comme la plupart des ichthyosaures du Trias, Cymbospondylus a une anatomie plus élancée, possédant un tronc allongé et une longue queue peu prononcée$^,$$^,$$^,$. Bien que la couleur de Cymbospondylus soit inconnue, au moins certains ichthyosaures peuvent avoir été uniformément de couleur foncée au cours de leur vivant, comme en témoigne la découverte de concentrations élevées de pigments de mélanine dans la peau préservée d'un ancien fossile d'un représentant du groupe.

### Mensurations

La taille et le poids de Cymbospondylus varient grandement entre les espèces reconnues$^,$$^,$. Les estimations faites sur la taille de C. petrinus n'ont que peu changé depuis 1908, cela étant principalement dû au squelette presque complet du spécimen UCMP 9950, considéré comme étant le meilleur spécimen connu de Cymbospondylus. Merriam suggère que C. petrinus atteindrait une taille dépassant les 9,1 m de long sur la base des spécimens UCMP 9947 et 9950$^,$$^,$. En 2020, Klein et ses collègues augmentent un peu l'estimation de la taille de C. petrinus, le voyant comme atteignant 9,3 m pour un crâne de 1,16 m. En 2021, Sander et ses collègues estiment C. petrinus à 12,56 m de long pour environ 5,7 tonnes, tout en gardant les mêmes mensurations crâniennes. L'explication quant à l'origine de cette taille est décrite dans un article publié en 2024. L'étude explique que Sander effectua une nouvelle révision concernant la taille de C. petrinus sur la base des spécimens UCMP 9947 et 9950, et suggéra que la combinaison des deux donne un total d'environ 10 m. Le spécimen UCMP 9947 manquant plusieurs vertèbres caudales postérieures, l'augmentation de la taille à plus de 11 à 12 m de long n’est donc pas vue comme déraisonnable Le spécimen holotype de C. youngorum ayant un crâne mesurant près de 2 m de long, et son humérus étant le second plus grand os de ce type répertorié chez un ichthyosaure, la taille maximale de l'animal est donc estimée à 17,65 m pour un poids de 44,7 tonnes. Cette estimation fait non seulement de C. youngourum l'un des plus grands ichthyosauriens identifiés à ce jour derrière Ichthyotitan, mais en fait aussi l'un des plus grands animaux connus de son temps$^,$$^,$. L'ancienneté ainsi qu'une taille aussi imposante pour un animal datant du début du Trias moyen fait qualifier C. youngorum de « premier géant aquatique » selon Lene Liebe Delsett et Nicholas David Pyenson.
L'estimation de la taille de C. nichollsi est un peu plus complexe, car bien que le spécimen holotype soit connu à partir d'une importante partie du squelette, ce dernier ne préserve que la moitié du crâne. Cependant, sur la base de la comparaison menée avec C. buchseri et C. petrinus, la longueur totale du crâne est estimée à 97 cm pour un animal mesurant 7,6 m de long$^,$$^,$, le tout pour une masse corporelle de 3 tonnes. La taille estimée de C. buchseri est légèrement plus réduite, atteignant une longueur de 5 à 5,5 m pour un crâne de 68 cm de long, bien qu'aucune estimation de son poids n'ait encore été publiée$^,$$^,$. Possédant un crâne qui mesurerait au total 65 à 70 cm, C. duelferi est la plus petite espèce connue du genre, avec une taille estimée à 4,3 m de long dans l'étude le décrivant officiellement. Les mensurations de l'espèce sont estimées à environ 5 m de long pour une masse corporelle d'environ 520 kg par Sander et ses collègues en 2021$^,$.
Des individus aux attributions spécifiques indéterminées ont également reçu des estimations concernant leur taille, bien que connues à partir de restes fossiles plus minces. En utilisant la même technique de mensuration que celles faites pour C. youngorum, le spécimen catalogué IGPB R660, connu de la formation de Vikinghøgda (en), a une taille estimée entre 7,5 à 9,5 m de long, faisant de ce dernier le plus grand spécimen d'ichthyosaure connu du Trias inférieur.

### Crâne

Comme chez les autres ichthyosaures, le museau de Cymbospondylus est allongé en un long et conique rostre, dont les plus grands os le constituant sont les prémaxillaires et les os nasaux$^,$$^,$$^,$. Les os nasaux s'étendent d'ailleurs loin en arrière$^,$$^,$, et ces derniers, avec les os frontaux, atteignent le bord antérieur des fosses temporales$^,$. Les orbites oculaires sont de forme ovale à ovoïde et sont proportionnellement petites par rapport à la taille du crâne$^,$$^,$$^,$. La forme de la fosse temporale supérieure diffère entre certaines espèces, étant ovale chez C. nichollsi et C. duelferi mais triangulaire chez C. petrinus. Le nombre d'éléments osseux constituant les anneaux sclérotiques varie entre les espèces : 12 osselets chez C. duelferi ; 13 osselets chez C. buchseri ; 14 osselets chez C. nichollsi ; et entre 14 et 18 osselets chez C. petrinus. Bien qu'un anneau sclérotique soit préservé chez C. youngorum, rien n'a été dit quant au nombre d'osselets le constituant chez ce dernier. La crête sagittale est plus ou moins prononcée chez les différentes espèces, étant basse chez C. duelferi et C. nichollsi, nettement élevée chez C. petrinus$^,$ et totalement absent chez C. youngorum. Le condyle occipital de Cymbospondylus est de forme concave$^,$. À l'image des autres ichthyosaures, Cymbospondylus possède une mâchoire inférieure allongée et mince, s'étendant vers l'arrière jusqu'au-delà de l'arrière du crâne$^,$. L'os dentaire, le principal os constituant la mâchoire inférieure, s'étend presque jusqu'au niveau du milieu de l'orbite$^,$$^,$$^,$. Le surangulaire représente également une importante partie de la mandibule, et s'amincit jusqu'au processus rétro-articulaire. L'os angulaire forme la partie ventrale du côté latéral de la mâchoire inférieure et entre en contact avec le surangulaire via une longue suture$^,$$^,$.
La dentition de Cymbospondylus est généralement thécodonte, signifiant que les racines dentaires sont profondément cimentées dans l'os des mâchoires. Cependant, toutes les espèces ne partagent pas la même robustesse au niveau de leur implantation dentaire. C. petrinus possède une forme particulière de dentition thécodonte, ses dents semblant être fusionnées au bas des alvéoles. C. duelferi a une dentition de type sous-thécodonte, signifiant que ses dents sont implantées dans des alvéoles peu profondes. C. youngorum possède quant à lui une base épaisse de l'os d'attache des dents, un trait nullement vu chez les autres ichthyosaures. Les dents sont homodontes, c'est-à-dire qu'elles partagent toutes une forme identique, étant coniques, striées et pointues. Les dents possèdent également des crêtes longitudinales qui s'étendent de la base de la couronne jusqu'au tiers apical$^,$. Le nombre total de dents chez les différentes espèces de Cymbospondylus est difficile à déterminer, car l'état de préservation de certains fossiles empêche d'obtenir des évaluations formelles, étant peu préservées chez C. buchseri et totalement inconnues chez C. nichollsi. Seules trois espèces ont pu avoir une estimation plus ou moins claire sur le nombre de leurs dents : C. duelferi possédant un nombre supérieur à 21 dents connues dans la mâchoire supérieure, mais inconnues dans la mâchoire inférieure ; C. petrinus possédant entre 30 et 35 dents dans les mâchoires supérieure et inférieure ; et C. youngorum possédant quant à lui 43 dents dans la mâchoire supérieure et plus de 31 dents dans la mâchoire inférieure.

### Squelette postcrânien
#### Squelette appendiculaire
## Classification
### Phylogénie interne

Ci-dessous, le cladogramme montrant le placement de Cymbospondylus au sein des Ichthyosauria selon Sander et al., (2021) :

### Histoire évolutive

Les ichthyosaures forment un des groupes majeurs de reptiles marins ayant prospéré durant une grande partie du Mésozoïque, il y a entre environ 248 et 90 millions d'années ayant notre ère, soit lors de la fin du Trias inférieur jusqu'aux environs du début du Crétacé supérieur. Apparaissant dans les premiers stades temporels de ce groupe, Cymbospondylus est par conséquent l'un des plus vieux représentants identifiés à ce jour. Cependant, et ce malgré son ancienneté, le genre montre que certains ichthyosaures ont adopté une augmentation rapide de leur taille au fil de leur évolution. En effet, les plus anciens représentants connus des ichthyosauriformes (en) (un groupe qui inclut les ichthyosaures, leurs ancêtres et les lignées apparentées), tels que Cartorhynchus (en), ont un crâne mesurant 5,5 cm de long, tandis que la plus grande espèce connue de Cymbospondylus, C. youngorum, à un crâne atteignant environ 2 m de long, et pourtant ces deux taxons ne sont séparés que d'environ 2,5 millions d'années. Pour comparer avec l'évolution d'un groupe de tétrapodes semblables, à savoir les cétacés, entre Pakicetus, qui a un crâne large de 12,7 cm, et Basilosaurus, qui a un crâne d'une largeur de 60 cm, il s'écoule entre 10 et 14 millions d'années. Un cas semblable est également observé chez le sous-groupe des odontocètes, car entre Simocetus (en), qui a un crâne large de 23,8 cm, et Livyatan, qui lui a un crâne large d'environ 2 m, s'écoulent plus de 25 millions d'années. Cette rapide augmentation de la taille chez les ichthyosaures pourrait avoir été favorisée par la rapide diversification des conodontes et des ammonites après l’extinction Permien-Trias. L'évolution des grands yeux aurait par la suite réduit considérablement les grandes mensurations chez les ichthyosaures, car aidant mieux à repérer leur source d'alimentation.

## Paléoécologie
### Amérique du Nord

Toutes les espèces nord-américaines de Cymbospondylus sont connues à partir de fossiles trouvés dans deux formations géologiques du groupe de Star Peak (en), situé au Nevada. C. petrinus, C. nichollsi, C. duelferi et C. youngorum sont connus de la formation de Favret, mais la première espèce nommée est le seul représentant connu du genre identifié dans la formation de Prida (en)$^,$$^,$. Ces deux formations sont liées par un unique et même membre, connu sous le nom de membre de Fossil Hill. Dans la formation de Prida, ce membre affleure l'ouest du chaînon Humboldt, et s'étend jusqu'à la formation de Favret, affleurant les montagnes Augusta, où il s'étend jusqu'à plus de 300 m de large$^,$. Bien qu'étant voisines, les deux formations ne partagent pas précisément le même âge, celui de Prida datant du milieu de l'Anisien, tandis que celui de Favret date de l'Anisien tardif, entre environ 244 et 242 millions d'années. Durant cette période, le membre Fossil Hill représentait la partie orientale de l'océan Panthalassa, et la présence avérée d'archosaures comme Benggwigwishingasuchus (en) montre que la région aurait été côtière.
La présence importante de reptiles marins, d'ammonites et d'autres invertébrés dans le membre de Fossil Hill montre que les eaux de surface furent bien aérées, mais qu'il y a cependant peu de présence animale dans les zones benthiques, à l'exception notable des bivalves de la famille des Halobiidae. Les fossiles retrouvés montrent ainsi que l'unité rocheuse était autrefois un écosystème pélagique ayant un réseau trophique stable. Les poissons osseux sont peu connus et n'ont actuellement été découverts que dans la formation de Favret. Chez les poissons découverts, on trouve les actinoptérygiens Saurichthys (en) et un représentant indéterminé, tandis que chez les sarcoptérygiens, de nombreux spécimens de coelacanthidés indéterminés sont connus. Dans la formation de Prida, un nombre important de poissons cartilagineux ont été identifiés. Parmi ceux-ci figurent les hybodontiformes, un synechodontiforme, et plusieurs élasmobranchiens aux positionnements problématiques. Les reptiles marins les plus abondants du membre de Fossil Hill sont les ichthyosaures, incluant Cymbospondylus lui-même, Omphalosaurus, Phalarodon et l'imposant Thalattoarchon. Peu d'autres reptiles marins sont connus dans le membre de Fossil Hill, le seul clairement identifié étant le sauroptérygien Augustasaurus$^,$.

### Europe

L'unique spécimen actuellement connu de C. buschseri est répertorié dans la formation de Besano, également connue sous le nom de Grenzbitumenzone en Suisse. Cette formation se situe dans les Alpes et s'étend du sud de la Suisse jusqu'au nord de l'Italie, contenant de nombreux fossiles datant d'entre la fin de l'Anisien et le début du Ladinien$^,$. Cette formation fait partie d'une série d'unités du Trias moyen située au sommet d'une plateforme carbonatée du Monte San Giorgio, et mesure 5 à 16 m d'épaisseur. Durant l'époque où a vécu l'animal, la zone représentait une lagune située dans un bassin du côté ouest de l’océan Téthys$^,$. Les chercheurs estiment que cette même lagune aurait atteint 30 à 130 m de profondeur. Les eaux proches de la surface auraient été bien oxygénées et étaient habitées par un large éventail de plancton et d’organismes nageant librement$^,$$^,$. Cependant, la circulation de l’eau dans la lagune étant mauvaise, cela entraînait une eau typiquement anoxique au fond, privée d’oxygène$^,$. Le fond de la lagune aurait été assez calme, comme en témoigne la fine stratification des roches, et il y a peu de preuves d'organismes vivant au fond modifiant les sédiments. La présence de fossiles terrestres, tels que des conifères et certains reptiles, indique que la région aurait été proche de la terre ferme.
Parmi les invertébrés les plus communs de la formation de Besano se trouve le bivalve Daonella (en). De nombreux gastéropodes sont connus de la formation de Besano, principalement ceux qui auraient pu vivre sous forme de plancton ou d'algues. Les céphalopodes présents comprennent les nautiloïdes, les coléoïdes et les ammonites particulièrement courants. Les coléoïdes de la formation de Besano ne sont pas particulièrement diversifiés, mais cela est peut-être dû au fait que leurs restes ne se fossilisent pas facilement, bon nombre de leurs restes connus étant préservés sous forme de contenu d'estomac dans le corps des ichthyosaures$^,$. Les arthropodes connus de la formation comprennent les ostracodes, les thylacocéphales et les crevettes. D'autres groupes d'invertébrés plus rares connus dans la formation comprennent les brachiopodes et les échinoïdes, qui vivaient dans les fonds marins$^,$. Des radiolaires et des goémons sont également connus dans la formation, bien que ces derniers puissent avoir été introduits ailleurs, comme c'est le cas de nombreux autres organismes vivant sur les fonds marins. Un nombre très important de poissons osseux a été répertorié dans cette formation$^,$$^,$. Les actinoptérygiens sont assez diversifiés, comprenant de petites espèces abondantes ainsi que des représentants plus grands comme Saurichthys. Bien que plus rares, les sarcoptérygiens du groupe des cœlacanthes sont également présents. Les poissons cartilagineux de la formation de Besano sont également rares et sont principalement constitués d'hybodontiformes$^,$.
Contrairement au membre de Fossil Hill au Nevada, les ichthyosaures ne représentent pas les reptiles marins les plus diversifiés dans la formation de Besano, ces derniers étant limités à Besanosaurus, C. buchseri, Phalarodon et Mixosaurus, leur abondance dans la partie moyenne de cette zone entrant en corrélation avec l'époque où la lagune était la plus profonde. À l'inverse, les sauroptérygiens représentent la plus importante partie de l'assemblage des reptiles marins de cette formation. Parmi ceux-ci figurent les placodontes durophages Cyamodus et Paraplacodus, ainsi que les pachypleurosauriens et les nothosauridés. Le pachypleurosaurien Odoiporosaurus est connu du milieu de la formation de Besano, tandis que Serpianosaurus, particulièrement abondant, n'apparait que dans la partie supérieure de la formation, là où les ichthyosaures se font plus rares$^,$. Les nothosauridés incluent les genres Silvestrosaurus (en) et Nothosaurus, ce dernier incluant notamment N. giganteus et possiblement N. juvenilis. Bien que rare, N. giganteus pourrait avoir été un superprédateur comme C. buchseri. En dehors des ichthyosaures et des sauroptérygiens, les autres reptiles marins incluent Tanystropheus, et les thalattosauriens Askeptosaurus, Clarazia et Hescheleria.

### Partition de niche

Aussi bien dans le membre de Fossil Hill que dans la formation de Besano, Cymbospondylus fait partie d'une variété d'ichthyosaures. Les différentes espèces qui auraient été contemporaines à ce dernier auraient eu des stratégies alimentaires différentes pour éviter la compétition$^,$. De par ses dents larges et tranchantes, Thalattoarchon aurait probablement été l'unique superprédateur duquel Cymbospondylus fut contemporain, s'attaquant vraisemblablement à des reptiles marins plus petits, voire même des juvéniles$^,$. Besanosaurus serait probablement spécialisé dans l'alimentation de coléoïdes, en fonction de la forme et de la petite taille de ses dents. Le contenu de l'estomac de Mixosaurus cornalianus montre les restes de petits coléoïdes et de poissons, ce qui suggère qu'il se serait attaqué à des proies plus petites que ses plus grands parents. Les mixosauridés plus rares Mixosaurus kuhnschnyderi et Phalarodon possèdent tous deux de larges dents écrasantes. M. kuhnschnyderi aurait consommé des coléoïdes, tandis que les dents plus grandes de Phalarodon auraient pu être adaptées pour écraser des proies avec des coquilles externes$^,$. Quant à Omphalosaurus, celui-ci était probablement un mangeur en vrac spécialisé dans le broyage d'ammonites.

## Extinction

En 2021, Gabriele Bindellini et ses collègues notent que la diversité des shastasauridés a peut-être profité de l'extinction de Cymbospondylus, comme le montre les archives fossiles du Carnien de la Chine, connu pour avoir trois shastasauridés écologiquement différents, mais aucun exemple de cymbospondylidés, étants éteints lors de cette époque.

## Culture populaire

Un Cymbospondylus est présent dans le documentaire-fiction intitulé Les Monstres du fond des mers, diffusé pour la première fois en 2003 sur la BBC, et plus précisément dans une séquence mettant en scène les divers reptiles marins du Trias. Dans l'unique scène où il apparaît, ce dernier happe par surprise la queue déchirée d'un Tanystropheus, jusqu'alors détenue par Nigel Marven, avant que l'animal ne se montre menaçant avec le présentateur$^,$.