Ce dinosaure donna son nom à la famille dans laquelle il est classé, les Pachycéphalosauridés. Et c'est le plus grand de sa famille. Pachycéphalosaurus possédait un épais dôme sur le crâne, formé par une bosse osseuse sur le crâne et bordée de petits nodules osseux. Mais quel était le rôle de ce dôme ? Les paléontologues ont proposé plusieurs hypothèses pour résoudre cette énigme.
Cette calotte servait peut-être à Pachycéphalosaurus à se protéger le l'attaque de Théropodes comme Tyrannosaurus. Mais le reste de son corps n'était pas protégé, contrairement à celui des dinosaures à armure, tels les Ankylosaures (Ankylosaurus, Euoplocéphalus). Selon une autre hypothèse, la calotte aurait servi aux Pachycéphalosaurus à se reconnaître entre eux. Les calottes des mâles étaient peut-être brillantes et ornées pour attirer l'attention des femelles. Une autre hypothèse, qui est la plus retenue propose que la calotte servait lors des joutes entre mâles. Ainsi, ils se "cognaient" en entrechoquant leurs calottes l'une contre l'autre pour conquérir des femelles ou un territoire. Le vainqueur obtenait le droit de diriger le groupe, d'occuper un territoire particulier et de s'accoupler avec les femelles qu'il avait choisies. Mais les os de la calotte n'étant que peu résistants, les mâles ne devaient que mesurer leur force en se poussant crâne contre crâne, ou en donnant des coups de tête dans le flanc de leur adversaire.
En comparant leur mode de vie à celui d'autres animaux qui leur ressemblent, on pense que les Pachycéphalosaurus vivaient et se nourrissaient en troupeau. Les Ankylosaures, corpulents et cuirassés, et les Parasaurolophus, des dinosaures capables de mugir, vivaient à leurs côtés. Tous ces herbivores étaient sans doute la proie de carnassiers géants de l'époque, comme Albertosaurus et Tyrannosaurus.
Le nom de genre Pachycephalosaurus est composé des mots du grec ancien pachys-/παχυς- « épais », kephale/κεφαλη « tête », et sauros/σαυρος « lézard », pour donner « lézard au crâne épais », et souligner ainsi l'épaisseur exceptionnelle du haut de son crâne qui peut atteindre jusqu'à 25 cm. Le nom spécifique latinisé wyomingensis indique la provenance des premiers fossiles, le Wyoming.
Pachycephalosaurus dans le film “Le Monde perdu : Jurassic Park” (1997)
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