Một loài khủng long mới được phát hiện tại Tây Ban Nha có vẻ ngoài gần giống như loài chim hiện đại

Troodontidae là một họ các khủng long khủng long chân thú giống như chim. Trong suốt thế kỷ 20, các hóa thạch của họ này ít được tìm thấy và do đó chúng đã nhiều lần được xếp vào mỗi nòi coelurosauria chính. Các phát hiện hóa thạch đầy đủ gần đây (bao gồm các mẫu lưu giữ lông, trứng, phôi và các con trưởng thành) đã giúp người ta hiểu biết nhiều hơn về họ này. Các nghiên cứu giải phẫu, đặc biệt là các nghiên cứu các Troodontidae nguyên thủy, như Sinovenator, đã cho thấy các nét tương đồng về giải phẫu với Archaeopteryx và dromaeosaurids nguyên thủy.

Tái tạo hình ảnh của Tamarro insperatus (con trưởng thành dài 1,5 -2 m và có khối lượng 20 kg). Trong gia đình khủng long tồn tại một nhóm có quan hệ rất gần gũi với loài chim, đó là Deinonychosauria. Deinonychizardia là một nhóm chim khủng long sống từ kỷ Jura muộn đến thời kỳ kỷ Phấn trắng muộn bao gồm hai họ là Troodontidae (Điều long răng khía) và Dromaeosauridae. Chúng thường có kích thước nhỏ, và cơ thể của chúng được bao phủ bởi lông vũ.

Xương của Tamarro insperatus và vị trí giải phẫu của nó.

Các bằng chứng hóa thạch và phân tích sinh học chuyên sâu đã chứng minh rằng chim là hậu duệ của những loài khủng long chân thú. Cụ thể hơn, chúng là thành viên của họ Maniraptora, cùng với các nhóm khác như họ Dromaeosauridae và họ Oviraptoridae. Khi càng nhiều loài khủng long chân thú có mối quan hệ gần gũi với chim được các nhà khoa học phát hiện, thì những điểm khác biệt rõ ràng trước đây giữa chim và loài không phải chim lại càng bị xóa nhòa.

Quan điểm đồng thuận trong giới cổ sinh vật học hiện đại cho rằng lớp Chim (Aves), chính là họ hàng gần gũi nhất của cận bộ Deinonychosauria, bao gồm hai họ Dromaeosauridae và Troodontidae. Chúng cùng nhau tạo thành một nhóm gọi là Paraves. Hầu hết những loài Deinonychosauria cơ sở đều rất nhỏ bé; điều này gia tăng khả năng rằng tổ tiên của tất cả các loài Paraves có thể đã từng sống trên cây, hoặc có khả năng chao lượn.

Archaeopteryx của thời kỳ Jura muộn được biết đến như là một trong những hóa thạch chuyển tiếp đầu tiên được tìm thấy, và điều này cũng giúp ủng hộ thêm cho học thuyết tiến hóa vào cuối thế kỷ 19. Archaeopteryx có những đặc điểm của động vật bò sát như: có răng, tay có móng vuốt, cùng một chiếc đuôi dài và giống thằn lằn, tuy nhiên nó cũng được trang bị riêng một đôi cánh tinh vi với những chiếc lông giống hệt như những con chim hiện đại. Nó không được công nhận là tổ tiên trực tiếp của chim hiện đại, nhưng vẫn là thành viên cổ xưa và nguyên thủy nhất của nhóm Aves hay Avialae, và gần như chắc chắn là có mối quan hệ gần gũi với chim tổ tiên thực sự.