アロサウルス
前述のようにアメリカとポルトガルにはアロサウルスと同時期にケラトサウルスやトルボサウルスといった大型獣脚類が存在したが、それぞれの解剖学的研究や化石の分布状況から、その3種は別々の生態学的ニッチを有していたようである。ケラトサウルスやトルヴォサウルスは水辺の周りで活動することを好み、その低く細い体は森や茂みの中で動き回るのに有利であったと推測される。一方、アロサウルスはコンパクトな体に比較的長い脚を持つため、速く走るのには適していたが小回りは効かず、主に乾燥した氾濫原で過ごしていたと考えられる。また、ケラトサウルスはアロサウルスと比べて頭骨の縦幅は大きいが横幅は逆に小さく、より巨大で幅広の歯を持っていた。ニッチは違えど強力な捕食者が同居しているという状況はアロサウルス自身も他の獣脚類の餌食となりうることを示し、実際アロサウルスの恥骨にケラトサウルスかトルボサウルスのものと思われる歯の跡が残っていた例もある(ただし、恥骨はその体内での位置やサイズ・重量を考えると簡単には傷つけられないことから、その個体は狩られたというより死後に掃食されたものと見られている)。
アロサウルスの標本はほぼ全年齢の個体のものが揃っており、そのおかげで成長と寿命に関する学術的研究が進んでいる。さらにコロラド州ではアロサウルスの壊れた卵の化石まで見つかっている。肢の骨に関する組織学的な分析によると、アロサウルスの寿命は長くとも22年〜28年で、これはティラノサウルスのような他の大型獣脚類における見積もりとほぼ一致する。さらに同分析によると、最も成長する時期は15歳前後で、年間約150kgの体重増加があったと推定されている。
ティラノサウルスやテノントサウルス(Tenontosaurus)の化石では髄様骨の繊維が見つかっているが、少なくとも1個のアロサウルス標本(クリーブランド産の脛骨)でも同様のものが確認されている。髄様骨とは産卵期を迎えた鳥類の雌に生成する骨で、毛細血管を多く含み卵の殻のカルシウムの供給源として働く。つまり髄様骨の存在はアロサウルスの性差を示し、かつ産卵可能なまでに成長していたことの証拠となり得る。骨断面の年輪状構造を観察した結果、その個体の死亡時の年齢は10歳であることがわかり、アロサウルスは成長の最盛期に入る前に性的に成熟していたことがわかった。
後肢の保存状態が良い幼体の標本でその計測を行ったところ、成体に比べ体の大きさの割に脚が長く、脛と足の部分は腿よりも長いことが判明した。この事実は幼体が比較的すばしこかったことを意味するが、幼年期には小動物を狩り、成長するにつれて大型の動物を奇襲するようになっていった狩猟方法の変化をも示唆している。腿の骨は成長に従って薄く広くなるため断面は円形ではなくなっていき、それに伴い筋肉の付着部が移動して筋肉の長さが相対的に短くなっていった。このように成体と幼体の脚の構造やそこにかかる力は異なるため、成体の主に前進しかできない歩法に対し幼体はもっと別の動作を行うことができた可能性がある。例えば幼体のアロサウルスは、腸骨と後ろ脚の骨に基づく比較の結果、大人よりも3割ほど脚が長かった事が分かっている。
現在の古生物学者はアロサウルスが大型恐竜を狙う活発な捕食者であったという説を受け入れている。捕食対象として同時代に生きていた竜脚類が最初に挙げられるが、これは実際に竜脚類恐竜の化石にアロサウルスの歯によって付けられたと考えられる傷跡や歯そのものが残っていたという事実に基づいている。また、アパトサウルスとアロサウルスの足跡が連続して残されている化石も発見されており、これは後者が前者を遠方から追跡していたものとみなされる場合もある。さらに、アロサウルスがステゴサウルスを襲っていたという事実を示す証拠も見つかっている。アロサウルスの尾部の椎骨にステゴサウルスの尻尾の棘先がちょうど貫通する穴状の傷跡があったり、ステゴサウルスの首部の背びれにアロサウルスの口形とよく一致するU字型の噛み跡が付いていたことがあり、それらは両者の命を懸けた闘いの場面を想像される。しかし、1998年にグレゴリー・ポールはこのような見解に疑問を投げかけており、アロサウルスが単体で竜脚類のような大型恐竜を襲うには頭骨や歯をはじめ全体的に骨格が軽量過ぎるという指摘を行っている。また、竜脚類の成体ではなく、幼体を狩っていたのだという仮説が提出されたこともあった。1990年代から2000年代にかけての研究ではこの問題に対して別の見解が示された。アメリカの古生物学者ロバート・T・バッカーは第三紀のサーベル状の巨大な牙を持つ肉食動物(哺乳類)とアロサウルスを比較した結果、顎の筋肉の弱化、首周りの筋肉の発達、口を大きく上下に開く能力などが共通していることを発見した。しかしアロサウルスは特別巨大な歯を持っていないため、バッカーは首と顎をうまく使った攻撃方法が行われていたのではないかと推論した。
それは鋸歯状に並んだ上顎の歯列で獲物を切りつけるというもので、それを繰り返して弱らせていけばサーベル状の歯で致命傷を与えずとも大型の恐竜を狩ることができたと考えたのである。
バッカーと同様の結論が有限要素法を用いてアロサウルスの頭骨にかかる力を解析した結果からも得られている。生体力学的見地によれば、アロサウルスの頭骨は非常に丈夫ではあるが物を噛む力は比較的小さい。顎の筋力だけでは805N〜2,148Nの力しか発揮できないと計算されたが、これは現生の肉食動物であるアリゲーターの13,000N、ライオンの4,167N、ヒョウの2,268Nに比べると確実に小さい。しかし、頭骨自体は縦方向にかかる55,500N程度の力まで耐えられる構造を持っている。このような結果から、アロサウルスは上顎を手斧のように使用し、口を大きく開いて獲物に襲いかかり、その歯列で獲物の表層部の肉を切り裂いたのではないかと推定された(ちなみにティラノサウルスは骨まで達する裂傷を負わせることができたと考えられている)。また頭骨の構造から、アロサウルスは多様な種類の獲物を襲うことができたのではないかと推測される。頭骨は軽量性と強靭性を兼ね備えており、ゆえに動きが機敏な鳥脚類を追うことも可能であっただろうし、大型のステゴサウルスや竜脚類を襲撃した際の大きな撃力・抵抗にも耐えられたはずであるという推論を行った。一方でこの説に異論を唱える研究者もいる。そのような研究者によると、上顎を手斧のように用いて狩りを行う現生動物はおらず、普通に噛み付いたとしてもその頭骨の頑丈さゆえに暴れる獲物の力をうまくいなすことができただろうということである。この他の意見として、アロサウルス等の獣脚類は大型恐竜の肉の一部を食料になるだけ削いでいき、その命まで取る必要はなかったのだというものがある。この方法ならば、削ぎ取った肉が回復すれば同じ獲物を何度も襲うことが可能だっただろう。
以下、目、腕、脚が狩猟の際に発揮したであろう能力について概観する。頭骨を分析した結果、アロサウルスの両眼の視野の重なりは20度しかなかったと推定され、視野の重なりが比較的大きいティラノサウルスのような獣脚類に比べると立体視能力は低いと考えられている。しかし、これは現生のワニより若干小さいに過ぎず、ワニに関して言えばこの視野でも獲物までの距離とそこに到達するまでの時間を十分測れている。腕は他の獣脚類に比べて把握する能力に優れ、鋭敏な爪には物をひっかけることも可能であったと見られている。後肢は後のティラノサウルスほど頑丈ではなかったが、その分体重が軽く30km/h〜50km/h程で走れたと見積もられている。
アロサウルスは仲間同士で意思疎通する能力を持ち、竜脚類のような大型恐竜を集団で狩っていたと考えられてきた。ロバート・T・バッカーはこれを拡張し子育ても行っていたと考えた。彼はアロサウルスの抜け落ちた歯や反芻された大型恐竜の骨を例にとり、親が子供のいる巣まで餌を運び外敵からそれを保護していた証拠だとした。しかしながら、アロサウルスのような獣脚類が種内で社交的・友好的であったという証拠は乏しく、それどころか同種の恐竜から負わされたと考えられる腹肋骨の傷跡や頭骨の噛み跡(例えばラブロサウルス・フェロックスの下顎)が見つかっている。そのような傷は集団内でのボス争いやテリトリーを巡る争いの中で残されたのだろう。
21世紀初頭の研究によれば、アロサウルスを含む獣脚類は他の双弓類と同じように種内の別の個体と共同することはなく、大抵は互いにライバル関係にあったと推測されている。また、自分より大型の動物に対して仲間同士で狩りを行うことは脊椎動物全体を見渡しても稀なことで、実際にトカゲ・ワニ・鳥のような現生の双弓類が共同で狩りを行うことはほとんどないことを強調する論文もある。現生の双弓類はテリトリーを侵すものを殺すことさえあり、たとえそれが子供の個体であっても自分の餌場に侵入すれば同じように扱う。これはクリーブランド・ロイド発掘地でアロサウルスの個体が多く発見されたことの証左となりうる事実でもあり、活動できなくなったり死亡したりして空きとなったアロサウルスのテリトリーに餌を求めて他の個体が集まり、お互いに殺しあったというシナリオを想定することもできる。また現生のワニやコモドオオトカゲのようにテリトリー侵犯で死亡する幼体が多いとすれば、発見されたアロサウルスの化石に幼体や未成体のものが多かったことも説明できる。同様の解釈はバッカーの巣穴形成説の端緒となった発掘地(Bakker's lair sites)における出土状況にも適用されている。共食いが行われていた場合もあるようで、アロサウルスの肋骨から他の個体の歯の化石が発見されたり、肩甲骨に他の個体の歯の跡らしきものが残っていた例がある。またバッカーの発掘地からは共食いされたアロサウルスの骨が見つかっている。
アロサウルスの頭蓋の石膏型をCTスキャンしたところ、主竜類の中でも鳥よりワニに近い脳を持つことが判明した。前庭器官(平衡状態を感知する三半規管を含む)の構造を解析した結果、頭はほぼ水平に保たれていたことがわかった。内耳の構造もワニに近いため、アロサウルスはおそらく低周波数の音を最も良く聞き取ることができただろうが、かすかな小さい音は聞き分けられなかったと考えられる。嗅球は大きく、臭いを検知することには長けていたが、臭いの判別を行う脳の部位は比較的小さかった。
国立科学博物館にはアロサウルスの全身骨格が展示されているが、これはジェームズ・マドセンがクリーブランド・ロイド発掘地より収集した実物化石である(頭骨部のみレプリカ)。
化石の発掘を依頼、資金提供を行ったのは第二次世界大戦前および戦後にアメリカでホテル経営を行っていた日本人・小川勇吉であった。小川はモリソン層で産出する化石に強い興味を抱いており、その古生物学への情熱が日本の子供達のためにアロサウルスの全身骨格を入手するという目標に結びついた。結果的にマドセンのチームが発掘・復元に成功した骨格が国立科学博物館に寄贈された。費用捻出のためにホテルを売却したともいわれている。
この標本は1964年に公開され、日本初公開の恐竜全身復元骨格として注目を集めた。その後国立科学博物館上野本館(現・日本館)において常設展示されていたが、2004年以降、企画展示などを除いて収蔵品扱いとなっていた。2015年7月14日から地球館の1階でふたたび常設展示されている。
復元形態は若干古い説に基づき、尻尾は地面に付けられ胴体は水平ではなく斜め上方に持ち上げられているものだった。しかし、2011年に新しい学説に基づいて胴体を水平にしたものに改められた。骨格の大きさ自体はアロサウルスとしてほぼ平均的である。