Archaeopteryx vivió durante la edad Titoniense Inferior del período Jurásico, hace aproximadamente 150,8-148,5 millones de años.11 La mayor parte de los especímenes de Archaeopteryx que se han descubierto provienen de la caliza de Solnhofen en Baviera, sur de Alemania, que es un lagerstätte, una formación geológica conocida por sus fósiles magníficamente detallados.12
Archaeopteryx era más o menos del tamaño de un cuervo,4 con amplias alas que eran redondeadas en los extremos y una larga cola en comparación con la longitud del cuerpo. Podía llegar a un máximo de 500 milímetros (20 pulgadas) de longitud del cuerpo, con un peso estimado de 0,8 a 1 kilogramo (1,8 a 2,2 lb).4 Las plumas del Archaeopteryx, aunque menos documentadas de sus otras características, son muy similares en su estructura y el diseño a las plumas de aves de hoy en día.12 Pese a la presencia de numerosos rasgos aviares,13 no obstante, el Archaeopteryx tenía muchas características de los dinosaurios terópodos. A diferencia de las aves modernas, Archaeopteryx tenía pequeños dientes,12 así como una larga cola ósea, características que compartía con otros dinosaurios de la época.14
Debido a que muestra un gran número de características en común tanto con las aves como los dinosaurios no avianos, Archaeopteryx ha sido usualmente considerado como un vínculo entre ellos.12 En la década de 1970, John Ostrom, siguiendo la idea de T. H. Huxley de 1868, afirmó que las aves evolucionaron de los dinosaurios terópodos y Archaeopteryx era una pieza crítica para esta afirmación; tenía ciertos rasgos avianos, como la espoleta, plumas de vuelo, alas, y un primer dedo del pie parcialmente puesto al revés junto a características típicas de los terópodos. Por ejemplo, tiene un largo proceso ascendente en el talón, placas interdentales, un proceso obturador del isquion, y largos cheurones en la cola. En particular, Ostrom consideró que Archaeopteryx era notablemente similar a la familia de terópodos Dromaeosauridae
Los especímenes de Archaeopteryx son notables por sus bien desarrolladas plumas de vuelo. Estas eran marcadamente asimétricas y mostraban la estructura propia de las plumas de vuelo de las aves modernas, con vexilos que le daban estabilidad gracias a la disposición de las barbillas, bárbulas y los barbicelos.24 Las plumas de la cola eran menos asimétricas, de nuevo en consonancia con la situación de las aves modernas y también tenían vexilos firmes. El pulgar, sin embargo, no tenía un conjunto separado móvil de plumas (la alula).
El plumaje corporal de Archaeopteryx está menos documentado y solo ha sido investigado con propiedad en el bien preservado espécimen de Berlín. Por tanto, como más de una especie puede estar involucrada, la investigación de las plumas del espécimen de Berlín no necesariamente aplica para el resto de las especies de Archaeopteryx. En ese ejemplar, hay una especie de "pantalones" de plumas bien desarrolladas en las patas; algunas de estas plumas parecen tener la estructura básica de plumas de contorno, pero están algo descompuestas (carecen de barbicelos como en las aves ratites).25 Sin embargo, son parcialmente firmes y por tanto capaces de soportar el vuelo
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