會飛行的恐龍仍保留恐龍原有的頭骨，隨後漸漸演化出像現今鳥類的特徵。
科學家重建了 Ichthyornis dispar（一種魚鳥，簡稱 I. dispar）的頭骨，牠是一種非常早期的鳥類，保留著恐龍的尖牙，這也是達爾文提出演化論的證據之一。現今科學家研究了其他 4 隻有牙齒的海鳥頭蓋骨，並揭開了早期鳥類的面貌。
這件化石在美國出土後，19 世紀美國古生物學家 Othniel Marsh 首次提及這種名為 Ichthyornis dispar 的類海鷗鳥類，普遍認為約生存在 6,600 萬到 1 億年前。牠的形態特徵有許多地方都和現代鳥類相似，但有一個驚人的區別：牠的上下顎帶有鋒利的牙齒。這個發現讓科學家十分震驚，也為現代鳥類的演化提供了重要的線索。然而，要將頭骨完全解密還有一大段距離。
美國和英國研究人員分析了更多相似的鳥類頭骨後，對此動物的頭部有了更清晰的描繪，這有助於分析鳥類從恐龍祖先演化而來的過程。
儘管有 3 件新的頭蓋骨在博物館收藏中發現，但其中仍有許多碎片尚未分析，最新的一件是 2014 年在堪薩斯州（Kansas）發現的化石。研究團隊對新發現的頭蓋骨和 19 世紀留下來的樣本進行電腦斷層掃描，後者含有以前未曾發現的眼窩和鼻孔周圍的重要骨骼，這些數據都一起用於重建古代鳥類頭骨的 3D 模型。
這項研究發表在《自然》（Nature）期刊，說明 I. dispar 和現代鳥類的不同之處，除了充滿尖牙的上下顎，還有一塊能讓下頷骨肌肉有空間運動的頭骨。更重要的是，現代鳥類的頭骨，鳥喙是影響頭骨型態的重要因素，因為決定了鳥類下頷骨的長度。這項特點和許多恐龍及現今大多數動物相似。然而，現代鳥類的喙是由角蛋白（keratin），一種類似指甲的成分構成，且沒有尖銳的牙齒。
本研究的共同作者、美國耶魯大學（Yale University）的 Bhart Anjan Bhullar 博士表示：「著名的始祖鳥（Archaeopteryx）和其他大量原始鳥類化石都有翅膀，但牠們的頭蓋骨大致都和幼年恐龍的頭蓋骨類似。事實證明 I. dispar 就處在過渡時期，牠是現代鳥類演化過程的其中一個環節。」
Bhullar 博士說：「翅膀演化出飛行功能後，鳥喙便取代部分手的功能，可用來整理羽毛、抓取物品、啄食，而這些行為有助於上顎演化出更強大的能力，就像現代鳥類。我們認為 I. dispar 會在飛行過程中捕魚、貝類和其他水生動物，藉由鳥喙將小動物帶離水面，再把牠們扔進嘴裡，並用尖利的牙齒撕碎食物和用有力的下巴嚙咬。」動物的大腦與體型相比，占有相當大的比例，這也是現代鳥類的特點之一。他補充：「這是大腦進化的過程，以犧牲下顎肌肉的空間為代價，為了因應鳥類對飛行的需求。」
本研究的共同作者、英國巴斯大學（University of Bath）Daniel Field 博士表示：「這個發現顯示了要解決演化過程的問題，化石紀錄有其必要性。」
英國愛丁堡大學古生物學家 Stephen Brusatte 博士並沒有參與這項研究，他將這項研究工作視為例外。他表示：「這個化石向我們展示早期鳥類的面貌，但牠與我的預期有些不同。這隻生物看起來一半像鳥類、一半像肉食動物，彷彿科學怪人的頭顱，但經過漫長的演化歷程之後，才完全演化成現代鳥類的頭骨，並擁有不含牙齒的鳥喙、較大的大腦和較小的下顎肌肉。」
（首圖為 Ichthyornis dispar，外觀看起來像一隻鳥，張口卻可見鋒利的牙齒，此特點和恐龍相同；來源：Michael Hanson / Bhart-Anjan S. Bhullar）
