Os plesiossauros (do latim científico Plesiosauria) constituem uma ordem de répteis marinho extintos. O grupo surgiu no Triássico Superior e subsistiu durante todo o Mesozóico até ao desaparecimento na extinção K-T no Cretáceo. Apesar de serem répteis gigantes e carnívoros do Mesozóico, os plesiossauros não estavam relacionados com os dinossauros, que formavam um grupo à parte.
Dois tipos ecológicos de Plesiosauria podem ser distinguidos, o primeiro é composto por animais de pescoço longoe cabeça pequena, enquanto, o segundo continha animais de pescoço curto e cabeça alongada. Ambas possuíam o tronco rígido e pesado, membros que funcionavam como remos e as narinas localizadas no alto da cabeça, imediatamente em frente aos olhos. A hiperfalangia aumentava o tamanho dos remos e alguns espécimens apresentavam até 17 falanges por dígito.
Incrementaram as adpatações para a vida aquática, surgidas com os notossauros, dos quais talvez se originaram, mas as relações filogenéticas seriam problemáticas.
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