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恐龙与它们的初龙类在三叠纪中到晚期分开演化，接近2亿3000万年前，大约是二叠纪-三叠纪灭绝事件后约2000万年，该次灭绝事件消灭了接近95%的地球生物。对于早期恐龙始盗龙的放射线定年法检验，证实始盗龙生存于中三叠纪。古生物学家认为始盗龙的外表类似所有恐龙的共同祖先；如果属实，则显示最早的恐龙应该是种小型、二足掠食者。在阿根廷的中三叠纪地层所发现的原始、类似恐龙的鸟颈类初龙，例如Marasuchus与Lagerpeton，也支持这个说法；已出土的化石证据显示这群动物都为小型、二足掠食者。
原始恐龙的第一次适应演化发生于三叠纪；各种恐龙快速地演化出不同的特化特征，并发展出不同的体型大小，占据者不同的生态位。在恐龙占优势的侏儸纪与白垩纪期间，几乎所有身长超过1米的陆地动物皆为恐龙。
白垩纪-第三纪灭绝事件发生于白垩纪末期，接近6500万年前，造成所有恐龙的灭绝，以及鸟类的崛起。但仍有其他双弓动物在灭绝事件中存活下来。
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