羽毛恐竜
彼らはこれらの構造の全てが、おそらく三畳紀中期かそれ以前の鳥頸類、あるいはそれ以前の祖竜類の進化の早い段階での共通の祖先から受け継がれたものだ、と主張した。羽毛化石に共通する特徴と分岐系統の研究によって、多くの研究者は羽毛の発生は恐竜=鳥類の系統の中で一度きりであったという説(いわば「羽毛の単系統説」 )に同意している。羽毛は後の鳥類に引き継がれた(二次的に羽毛を失った種類はいる)。研究者たちはこの理論をふまえ、たとえ羽毛が見つかっていない種類であっても、羽毛恐竜の系統上にあるならば、羽毛があったと想定するようになった。現生鳥類の個体発生の研究などから、羽毛の発達史はよく知られている。そのため、この理論は羽毛の痕跡が見つかっていない恐竜がどのような段階の羽毛を持っていたのかを推論するのに用いられる。
羽毛の印象化石はとてもまれであり、羽毛が保存されるには特殊な堆積環境を要する。したがって、羽毛恐竜はわずかにしか確認されていない。系統分類をとおして、研究者は羽毛が保存されていなかった標本についても、羽毛の有無を推論することができるようになった。明らかに羽毛がないジュラヴェナトルを記載した研究者は、羽毛をもつコエルロサウルス類の分岐系統学的な研究を行った。ほとんど皮膚の印象化石が見つからなかった種類についても、ほかの羽毛恐竜との系統関係にもとづいて羽毛の存在を推論した。彼らは系統関係にもとづき、ヴェロキラプトルが羽軸つきの羽毛を持っていたと推論した。この予測はのちに実際の化石によって確かめられた。
鳥類を含むマニラプトラ類に共通する特徴として、首の構造、恥骨の形状、手首の構造(半月形の手根骨)、腕と胸帯の構造(肩甲骨、鎖骨と胸骨を含む)があげられる。この他、100を超える解剖学的な特徴がマニラプトラ類の共有派生形質として知られている。
幾人かの研究者は恐竜と鳥類の共有派生形質と他の特徴に注目して、少なくとも、若干の獣脚類は羽毛に覆われていたと主張しはじめた。1975年に出版された“ Dinosaur Renaissance ”の中で、Sarah Landryはコエロフィシス科のシンタルルスには羽毛があったと主張した。さらに、グレゴリー・ポールは1970年代の後半には原始的な羽毛を生やした肉食恐竜の復元図を発表した。
1990年代までに、大半の古生物学者は現生の鳥類を生きている恐竜と考えるようになり、絶滅した恐竜(一般的にいう恐竜)を“非鳥類恐竜”として定義した。羽毛恐竜の発見の前だったので、その根拠はハクスリーやオストロムらの比較解剖学の情報にのみ限られていた。一部の主流の鳥類学者(スミソニアン博物館キュレーターのストーズ・オルソン(英語版)を含む)は鳥類の恐竜起原説に対して異議を唱えた。その根拠として、羽毛のある恐竜化石が見つかっていないことを挙げた。