ティラノサウルス科
ティラノサウルス類の歯型は肉食恐竜の食痕として最も広く保存されており、角竜類やハドロサウルス類および他のティラノサウルス類から報告されている。既知のティラノサウルス科の骨のち約2%には歯型が保存されている。ティラノサウルス科の歯はナイフのように切断する機能よりもむしろ肉を体から引き剥がす金具のように用いられた。歯の摩耗パターンからは、ティラノサウルス類の食餌には頭を振る複雑な行動が含まれていたことが示唆される。
少数の研究者は、アルバートサウルスの群れでの狩猟行動について、群れの若いメンバーが獲物をより大型かつ強力であるが緩慢な成体まで誘導したと推測した。幼体は成体と異なる生態を持っていた可能性があり、巨大な成体とより小型の同時代の獣脚類との間のニッチを生めていた可能性がある。同時代の小型獣脚類は、その最大の種でも成体のアルバートサウルスよりも体重が2桁小さいのである。しかし、化石記録に行動が保存されることは非常に稀であり、これらのアイディアは容易に検証が可能なものではない。フィリップ・カリーは、ダスプレトサウルスが群れを形成して狩りを行ったと思弁したが、確証を持っての主張は出来ないとした。
ティラノサウルス科はリンネ式階層分類体系における科であり、ティラノサウルス上科と獣脚亜目の内部に置かれる。
ティラノサウルス科は2つの亜科に細分される。アルバートサウルス亜科は北アメリカの属であるアルバートサウルスとゴルゴサウルスを含み、ティラノサウルス亜科はダスプレトサウルス、テラトフォネウス、ビスタヒエヴェルソル、タルボサウルス、ナヌークサウルス、ズケンティラヌス、ティラノサウルスを含む。Gorgosaurus libratus をアルバートサウルス属に、Tarbosaurus bataar をティラノサウルス属に含む研究者もいるが、分かれた属としてゴルゴサウルスとタルボサウルスを維持することを好む研究者もいる。アルバートサウルス亜科はティラノサウルス亜科と比較してより細身の体格、低い頭蓋骨、プロポーション的に長い脛骨を特徴に持つ。ティラノサウルス亜科では、頭頂骨の矢状クレストが前頭骨上に続く。2014年には、Lü Junchang et al. がティラノサウルス科内の族としてアリオラムスとキアンゾウサウルスを含むアリオラムス族を記載した。
これは保存状態や採集のバイアスに起因する可能性もあるが、エリクソンは、ゾウなど現代の大型哺乳類にも見られる一定以上の大きさの幼体の死亡率が低いことが原因ではないかと推論した。ティラノサウルスは2歳までに同時代の全ての捕食者を上回る大きさになるため、捕食者の不在に起因して死亡率が低下した可能性がある。古生物学者が十分な数のダスプレトサウルスの化石を発見していないため同様の分析は不可能であるが、エリクソンは同様の一般的な傾向があるようだと指摘した。
ティラノサウルス科はその生涯の半分を幼体として過ごした後、わずか数年でほぼ最大サイズまで急成長を遂げる。このことと、巨大な成体のティラノサウルス科と他の小型獣脚類の中間的な大きさの捕食者が完全に欠落していることから、これらの生態的地位は幼体のティラノサウルス科が埋めていたことが示唆される。これは孵化した後に樹上生活を送り、緩慢に成熟して大型脊椎動物を引き倒すことの出来る頑丈な頂点捕食者に至る、現生のコモドオオトカゲにも見られる。例えば、アルバートサウルスは群集で発見されているが、その群れには異なる年齢の個体が入り混じっている。
しかし、Holtz (1998) はティラノサウルス科およびその近縁な動物は最速の大型獣脚類だったと結論した。Christiansen (1998) はティラノサウルスの脚の骨がトップスピードが限定されていてかつ実際に走行できないゾウのものよりも遥かに強靭であるわけではないと推定し、ティラノサウルスの最高速度を約11メートル毎秒と提唱した。これはヒトのスプリンターの速度と同程度である。Farlow ほか (1995) は6 - 8トンに達するティラノサウルスが高速運動中に転倒すれば、地面に叩き付けられた際に小さな前肢では衝撃を減衰させられず重症あるいは致命傷を負ったと主張した。しかし、動物園のような安全な環境に置かれていたとしても、キリンは骨折の危険がありながらも50キロメートル毎時でギャロップを行うことが知られている。このため、ティラノサウルスも必要に応じて高速で動き、そのような危険を受け入れていた可能性もある。このシナリオはアロサウルスにおいても研究されている。さらに後の研究では、ティラノサウルスの走行速度は17キロメートル毎時から40キロメートル毎時、すなわち歩行や緩慢な走行から中速の走行までで、それ以上に絞り込まれてはいない。化石から直接得られたデータを用い2007年にコンピュータモデル研究によって推定された走行速度は8メートル毎秒であった。しばしばティラノサウルス科は巨大かつ体重が重かったため運動能力が低かったと推測されるが、しかし2010年の研究ではそうした不利を補う特徴が報告された。それは一部の獣脚類に見られる顕著に卓越した尾大腿筋だった。
この急激な成長速度変化は肉体的な成熟を示唆する可能性がある。この仮説はモンタナ州産の18歳のティラノサウルス・レックスの標本(MOR 1125、Bレックス)の大腿骨から骨髄組織が発見されたことで支持されている。骨髄組織は排卵期の雌の鳥類でのみ確認されており、このことからBレックスは繁殖期にあったことが示唆される。
他のティラノサウルスも酷似した成長曲線を示すが、成体のサイズがティラノサウルスと比較して小さいため、成長速度もそれに対応する。アルバートサウルス亜科と比較してダスプレトサウルスは急速成長期における成長速度が高いが、これは成体の体重がより重いためである。成体体重1800キログラムという推定に基づくと、ダスプレトサウルスの最大成長速度は年間180キログラムである。他の研究者はダスプレトサウルスの体重をより重く見積もっているため成長速度の規模は左右されうるが、全体のパターンに変化はないと考えられる。最も若い既知のアルバートサウルスはドライアイランドのボーンベッドで発見された2歳の個体で、体重は約50キログラム、と推定され、全長は2メートルを僅かに上回る。同じ産地からは既知で最大かつ最高齢の個体が発見されており、全長は10メートル、年齢は28歳である。最速成長速度は12 - 16歳で迎えたと推定され、体重1300キログラムの成体に基づき、その速度は年間122キログラムに達したと見積られる。これはティラノサウルス・レックスの成長速度の五分の一である。
ドロマエオサウルス科などより小型から中型の種の間では、より長い後肢はより速い走行への適応のように見え、他の研究者による以前の結果と整合する。しかし、体重1000キログラムを超える獣脚類では、最高走行速度は体サイズによる制限を受けており、そのためより長い後肢は速度ではなく低エネルギーの歩行に相関することが判明した。さらに研究結果からは、より小型の獣脚類は進化した長い脚を狩りと捕食者からの逃走の両方に役立てていた一方、大型の捕食性獣脚類は頂点捕食者としての役割ゆえに捕食圧から解放されており、進化した長い脚をエネルギーコストの減少と採餌の効率に役立てていたことが示唆された。研究でより基盤的な獣脚類のグループと比較されたティラノサウルス科は、狩りと死肉漁りの間のエネルギー支出が減少したため、採餌効率の顕著な上昇を示した。これは結果としてティラノサウルス類が彼ら自身を維持するために必要な狩りの襲撃と食餌の量を低減することに帰結した可能性が高い。加えて彼らの研究では、ティラノサウルス類が他の大型獣脚類よりもより俊敏であったことを示す研究との繋がりの中で、長距離に亘って獲物へ忍び寄って接近した後に突発的な急スピードで以て殺害することにティラノサウルス類が長けていることが示唆されている。結果としてティラノサウルス科と現生のオオカミの間に類似性が指摘されており、これはアルバートサウルスなどの少なくとも一部のティラノサウルス科が集団で狩りを行っていたことによって裏付けられている。