Le spécimen holotype de K. elysiae est un juvénile, comme le montrent les épines neurales non fusionnées et aurait atteint environ 0,5 mètre de hauteur au niveau de la hanche. La taille adulte de Kayentavenator est inconnue. L'inclusion d'une fenêtre pubienne est l'une des caractéristiques que Gay utilise pour distinguer Kayentavenator du Dilophosaurus contemporain et mieux connu. Comme Dilophosaurus n'a pas de fenêtre pubienne en tant que subadulte ou adulte, il est peu probable qu'il en ait eu une à n'importe quel stade de l'ontogenèse. Les seuls fossiles connus de Kayentavenator ont été fouillés par le Musée de paléontologie de l'Université de Californie dans la réserve Navajo en Arizona. Il a été brièvement décrit en 2003 et a été entièrement décrit en 2010 sur la base d'un squelette fossile partiel, composé d'une partie du bassin, des membres postérieurs partiels et des vertèbres. Timothy Rowe a initialement attribué le spécimen holotype de Kayentavenator au coelophysoïde Syntarsus kayentakatae (maintenant Megapnosaurus kayentakatae ou Coelophysis kayentakatae). Il est peu probable que Kayentavenator soit en fait un congénère avec Megapnosaurus kayentakatae en raison du nombre de caractères tétanoures que Kayentavenator possède et qui manquent à M. kayentakatae, comme la fenêtre pubienne et une crête acérée sur le côté médial du tibia. Une analyse cladistique des restes a montré que Kayentavenator se trouvait à l'extérieur des Coelophysidae, et était plus proche d'Allosaurus. Cela ferait de Kayentavenator le plus ancien tétanoure connu d'Amérique du Nord. Les restes fragmentaires de Kayentavenator rendent cela ouvert à d'autres interprétations.
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