Ez a szócikk a dinoszauruszok evolúciójáról ad áttekintést és mutat be példákat. A dinoszauruszok közötti kapcsolatokról a dinoszauruszok rendszerezése szócikk szolgál bővebb információval.
bélyegkép|jobbra|450px|A dinoszauruszok evolúciója
A dinoszauruszok az archosaurusokból fejlődtek ki, mintegy 232–234 millió évvel ezelőtt, a középső triász időszak ladin korszakában. A számukra létrehozott Dinosauria egy elfogadott klád, melynek tagjai számos egyedi jellegzetességgel rendelkeznek, mint például a koponya posztfrontális részének hiánya, vagy a felkarcsont vállövi részének meghosszabbodása.
Az archosaurusoktól a dinoszauruszokig Az első dinoszauruszok megjelenéséig vezető folyamat végigkövethető a korai archosaurusok, például a Proterosuchidae és az Erythrosuchidae családok, valamint az Euparkeria fosszíliáin. Ezek a kövületek 250, illetve a középső triász időszakból származó Ticinosuchus esetében 232–236 millió évesek. A krokodilalakúak szintén a középső triász idején élt archosaurusok leszármazottai.
A dinoszauruszok úgy definiálhatók, mint a madarak (Hüllőmedencéjűek) és a Triceratops (Madármedencéjűek) utolsó közös őse, valamint ezen ős valamennyi leszármazottja. E definíció alapján a pterosaurusok (a mezozoikum bőrszárnyú repülő hüllői), valamint a további archosaurus csoportok egyértelműen kizárhatók a dinoszauruszok közül. A dinoszauruszként nem osztályozható archosaurusok közé tartozik a 220–225 millió éves Schleromochlus, valamint a 230–232 millió éves Lagerpeton és Marasuchus is.
A legkorábbi dinoszauruszok Az első ismert dinoszauruszok nagyjából 1–2 méter hosszú, két lábon járó húsevők voltak. A Spondylosoma még nem biztos, hogy dinoszaurusz volt, (koponya nélküli) fosszíliáit próbaképpen 230–232 millió évesnek datálták. A legkorábbi igazolt dinoszaurusz fosszíliák közé tartozik a 225–232 millió éves Saturnalia, a 220–230 millió éves Herrerasaurus, a feltehetően 225–230 millió éves Staurikosaurus, a 220–230 millió éves Eoraptor és a 220–230 millió éves Alwalkeria. A Saturnalia bazális hüllőmedencéjű vagy prosauropoda lehetett, míg a többi bazális hüllőmedencéjű volt.
A legkorábbi madármedencéjűek egyike a 220–230 millió éves Pisanosaurus. Azonban a 195–206 millió éves Lesothosaurus a csontváza jellemzői alapján a hüllőmedencéjűek fő fejlődési vonalához tartozott, így legalább olyan ősi, mint a Pisanosaurus.
500px
A: Eoraptor, egy korai hüllőmedencéjű, B: Lesothosaurus, egy kezdetleges madármedencéjű, C: a (hüllőmedencéjű) Staurikosaurus medencecsontja, D: a (madármedencéjű) Lesothosaurus medencecsontja
Az ábra alapján nyilvánvaló, hogy a korai hüllőmedencéjűek és a korai madármedencéjűek egymásra hasonlítottak, de a ma élő krokodilokra nem. A hüllőmedencéjűeknél megmaradt a medencét alkotó csontok örökölt elrendezése. További különbségek észlelhetők a koponyán, ami a madármedencéjűek esetében jóval egyszerűbb, és az állkapocsízület is sokkal rugalmasabb; mindkettő a növényevő életmódhoz való alkalmazkodás jele, és mindkettő felfedezhető a Lesothosaurusnál.
Hüllőmedencéjűek A hüllőmedencéjűek bazális képviselőin kívüli tagjai két csoportra, a sauropodomorphákra és a theropodákra váltak szét. A sauropodomorphák a prosauropodákra és a sauropodákra oszthatók fel, míg a theropodák fejlődési útjai rendkívül szerteágazók. A Dinosauria (2004-es kiadása) a theropodákat a Ceratosauria, a bazális Tetanurae, a Tyrannosauroidea, az Ornithomimosauria, a Therizinosauroidea, az Oviraptorosauria, a Troodontidae, a Dromaeosauridae és a bazális Avialae kládokra bontja. Az egyes kládok különböző időpontokban váltak le a fő fejlődési ágról (a részletes kapcsolataik áttekintéséhez lásd: Dinoszauruszok rendszerezése).
Sauropodomorpha Az első sauropodomorphák a prosauropodák voltak. A prosauropodák fosszíliái a késő triász és a kora jura időszak tájáról, 227–180 millió évvel ezelőttről származnak. Az egyik legkorábbi feltételezett képviselőjük az Azendohsaurus volt, amely 222–225 millió évvel ezelőtt élt. Két vagy négy lábon közlekedhettek, a farkuk és a nyakuk hosszú, a fejük pedig aránylag kicsi volt. Hosszuk 2,5 és 10 méter között változott és elsődlegesen növényevő életmódot folytattak. A legkorábbi prosauropodák, mint például a 205–220 millió évvel ezelőtti Thecodontosaurus még őseikhez hasonlóan két lábon jártak, és fejük a testükhöz viszonyítva nagy volt.
Ezekből az állatokból fejlődtek ki a sauropodák, melyek óriási méretű négy lábon járó növényevők voltak, némelyikük akár 25 méteresre is megnőtt. E klád jellemzői közé tartozik például a mellső és hátsó lábak egymáshoz viszonyított 0,6 feletti aránya. A legtöbb sauropoda hátsó lába nagyobb volt a mellsőnél, az egyik legjelentősebb kivétel a Brachiosaurus, melynek meghosszabbodott mellső lábai arra utalnak, hogy a magas fák lombjaival táplálkozott, a ma élő zsiráfokhoz hasonlóan.
A sauropodák fosszíliái megtalálhatók a legkorábbi dinoszauruszok idejétől egészen a kréta–tercier kihalási eseményig, azaz 227-től 66 millió évvel ezelőttig. Legtöbbjük a jura időszakban, 227–121 millió éve élt.
A kréta időszaki sauropodák két csoportra oszthatók. A Diplodocoidea öregcsalád 121–66 millió évvel ezelőtt élt, a Titanosauriformes klád pedig 132–66 millió éve. A későbbi csoporton belül a Titanosauria és a Brachiosauridae alcsoportok különböztethetők meg. A Diplodocoidea és a Titanosauriformes csoportok a neosauropodák leszármazottai, melyek 169 millió éve jelentek meg.
A sauropodák a valaha élt legnagyobb szárazföldi állatok voltak, jól felismerhetők aránylag kis koponyájukról. A prosauropodák és sauropodák testhosszának növekedését, valamint koponyahosszuk csökkenését, az idő függvényében az alábbi grafikonok szemléltetik (a hosszadatok méterben vannak megadva, az idő pedig évmilliókban):
500px|bélyegkép|Függőleges tengely: az állat hossza méterben, vízszintes tengely: évmilliók 500px|bélyegkép|Függőleges tengely: a koponya mérete méterben, vízszintes tengely: évmilliók
A grafikonok készítéséhez felhasznált dinoszauruszok (időrendi sorrendben): Eo Eoraptor; Prosauropodák: Ri Riojasaurus, Pl Plateosaurus, Yu Yunnanosaurus, Ms Massospondylus, Ji Jingshanosaurus, An Anchisaurus, Lu Lufengosaurus, Yi Yimenosaurus, ; és a sauropodák: Sh Shunosaurus, Om Omeisaurus, Mm Mamenchisaurus, Ce Cetiosaurus, Dc Dicraeosaurus, Br Brachiosaurus, Eu Euhelopus, Ap Apatosaurus, Ca Camarasaurus, Dp Diplodocus, Ha Haplocanthosaurus, Am Amargasaurus, Ar Argentinosaurus (approx), Bo Bonitasaura, Q Quaesitosaurus, Al Alamosaurus, Sa Saltasaurus, Ra Rapetosaurus, Op Opisthocoelicaudia, Ne Nemegtosaurus.
Az Argentinosaurus kivételével (az időkihagyást is beleszámítva) ezek a grafikonok mindössze a sauropodák közel teljes csontváz fosszíliáik alapján ismert hosszát ábrázolják. A többi, igen nagy méretű sauropoda adatait nem tünteti fel (lásd: A dinoszauruszok mérete#Sauropodák), mivel ezeknek csak meglehetősen hiányos csontvázai kerültek elő. Az Eoraptor koponyájának hossza a test hosszához viszonyítva sokkal nagyobb, mint a sauropodáké. Az ábrán szereplők között a leghosszabb koponya a Nemegtosaurusé, melyről azt gondolják, hogy nem tartozott a nagy sauropodák közé. A koponyáját egy fej nélküli, 11 méter hosszú Opisthocoelicaudia csontváza mellett találták meg, és azt feltételezték, hogy ugyanahhoz a fajhoz, vagy legalábbis a Nemegtosauridae családhoz tartoztak, de a későbbiekben máshová sorolták be őket.
A kapcsolat a nagy növényevők és a nagy növények között tisztázatlan. A dinoszauruszok korában a növényzet 50%-a tűlevelűekből állt. A triász időszakban, nagyjából 190 millió évvel ezelőtt a számuk megnövekedett. A cikászok 120 millió éve váltak a második legnagyobb növénycsoporttá. A páfrányok száma ebben az időben nagyjából állandó volt. A virágos növények kora 120 millió éve kezdődött, és az időszak végére háttérbe szorították a cikászokat. A jura időszak végi kihalási esemény valamennyi növényevő dinoszauruszt károsan érintette.
Theropoda
A legkorábbi theropoda fosszíliák (nem számítva a bazális hüllőmedencéjűeket) a Coelophysoidea öregcsalád tagjai voltak, mint például a Coelophysis, melyek a késő triász és a kora jura időszak idején éltek, 227–180 millió éve. A kladisztikai elemzés időnként kapcsolatot mutat fel köztük és a Ceratosauria csoport tagjai között. Kettőjük főbb jellemzői között szerepelnek a medenceöv változásai és a nemenként eltérő hátsó lábak. A többi ceratosaurida legelőször a késő jura időszak idején jelent meg, Észak-Amerika nyugati részén.
Ezeket követték a bazális Tetanurae klád tagjai, melyek fosszíliái a középső jurától a késő krétáig terjedő időszakból kerültek elő, mintegy 180–94 millió évvel ezelőttről. A maxilláris fogsoruk aránylag rövid volt. Nem mindegyikük tért le ugyanakkor a coelurosauridák felé vezető fejlődési vonalról. A bazális tetanuránok, köztük a megalosauridák és a spinosauridák eltértek az allosauridák kládjától, és számos nemük rokoni kapcsolata bizonytalan, beleértve a Compsognathust is. A Compsognathus kivételével nagytestűek voltak. Az allosauridák egy egyedi, hosszú életű kládot alkottak, melynek tagjai hasonló koponyajellemzőkkel rendelkeztek. Közéjük tartozott például a jól ismert Allosaurus és a Sinraptor. A theropodák különböző Coelurosauria kládokként való nagy mértékű elterjedése a középső és késő jura időszak során ment végbe, mivel az Archaeopteryx 152–154 millió évvel ezelőtt élt, és a kladisztikai elemzés szerint sok más coelurosauruscsoport korábban vált le a fejlődési vonalról. A Kínából előkerült fosszilis bizonyítékok arra utalnak, hogy a tollak már a kezdetleges coelurosaurusoknál jelen voltak. Közülük a legkezdetlegesebbet, például a tyrannosauroidea Dilongot egyszerű, belül üreges szálak borították, amik hőszigetelésre alkalmasak voltak, de repülésre nem.
A véletlenszerűen előkerült csontok és a kladisztikai elemzések segítségével kimutatták, hogy a Tyrannosauroidea korán, még a középső jura időszak idején levált a többi theropoda fejlődési vonaláról, azonban közel teljes csontvázat nem találtak a 121–127 millió évvel ezelőtt élt Eotyrannusénál korábbról, és a Tyrannosaurus számos közeli rokona 84 millió évvel ezelőttig, a késő kréta végéig meg sem jelent.
Az Ornithomimosauria fosszíliák 127–66 millió évvel ezelőttről származnak. Fő fejlődési vonaluk legkorábbi ágának a Harpymimust tartják.
A Therizinosauroidea öregcsalád tagjai szokatlan, többnyire növényevő theropodák voltak, melyek az ornithomimosaurusokkal egyidőben éltek.
A maniraptorák közé tartoztak az oviraptorosaurusok, a deinonychosaurusok és a korai madarak, melyek közös jellemzője a görbe szárú singcsont volt.
A 127–66 millió évvel ezelőtt élt oviraptorosaurusok nagy mértékben módosult fogatlan koponyával, és szokatlanul rövid farokkal rendelkeztek.
A deinonychosaurusok, melyek a nevüket a második lábujjukon levő sarló alakú karomról kapták, közeli rokonai voltak a korai madaraknak. Két, egy időben élt családjuk alakult ki, a Troodontidae és a Dromaeosauridae. A troodontidák könnyű testfelépítésű, hosszú lábú állatok voltak. Legkorábbi képviselőjük a Sinornithoides 120–100 millió évvel ezelőtt élt, a kora kréta időszakban. A dromaeosauridák egyetlen neme, a Utahraptor 144 millió éve, jóval az időszak vége előtt kihalt. Ez azért érdekes, mert a legújabb kladisztikai elemzés szerint a Utahraptor állt a lehető legtávolabb theropoda őseitől, messzebb volt tőlük még az Archaeopteryxnél is. A dromaeosauridák családjának legismertebb képviselői a Dromaeosaurus, a Deinonychus és a Velociraptor.