始祖鸟的确有一些鸟类的特征，最主要的是长有羽毛，其次是胸部有叉骨，此外，前肢腕骨部分愈合；后肢母趾与其他趾对生，便于在树枝上栖息等。但是，它的大部分特征都是爬行类的，最明显的是长长的尾骨（达二十块）和前肢（翅膀）上有三个分开的指骨，指端有发达的爪子。此外，属于爬行类的特征还有：前颚骨和颚骨未角质化（即无鸟喙），口中有牙齿；颅骨为爬行类构造；鼻孔与眼睛距离远；骶椎只有6块（鸟类有11到23块）；骨中没有气腔（鸟类的骨中有充气的空隙）；腓骨和胫骨一样长（鸟类的腓骨退化）；跖骨分离（鸟类的跖骨融合）等等。实际上，如果不是长着有羽毛的翅膀的话，始祖鸟很容易被当成是一种爬行类动物，如前面已介绍的，有三具始祖鸟标本都曾经被错归为翼龙或美颌龙化石。可见，始祖鸟很明显是从爬行类到鸟类的过渡型。
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