Dinocephalosaurus (což znamená „plaz s hroznou hlavou“) je rod dlouhokrkého vodního protorosaura, který obýval triasová moře v Číně. Rod obsahuje typ a jediný známý druh, D. orientalis, který byl pojmenován Li v roce 2003. Na rozdíl od jiných protorosaurů s dlouhým krkem (kteří tvoří skupinu známou jako tanystropheids) se u dinocephalosaura konvergentně vyvinul dlouhý krk nikoli prodloužením jednotlivých krčních obratlů, ale přidáním krčních obratlů, které mají každý středně dlouhou délku. Podobně jako ostatní tanystropheidi však dinocephalosaurus pravděpodobně používal svůj dlouhý krk k lovu kořisti, přičemž využíval kombinaci sání, vytvořenou rozšířením hrdla, a tesákům podobných zubů čelistí k polapení kořisti. Pravděpodobně to byl mořský živočich z nutnosti, jak naznačují špatně zkostnatělé a pádlům podobné končetiny, které by mu bránily vystoupit na břeh.
Vzorky patřící k rodu byly poprvé objeveny v lokalitě poblíž Sin-minu v Kuej-čou v Číně v roce 2002. Ve stejné lokalitě, která se datuje před 244 miliony let, byli také nalezeni další mořští plazi jako Mixosaurus, Keichousaurus a Wumengosaurus. Zatímco typový exemplář se skládal pouze z lebky a samé přední části krku, další exempláře brzy odhalily kompletní podobu těla. Další objevy exemplářů dinocephalosaura byly provedeny v Luopingu v Jün-nanu v Číně, počínaje rokem 2008. V této lokalitě by dinocephalosaurus žil po boku Mixosaura, Dianopachysaura a Sinosaurosphargise. Jeden exemplář objevený v lokalitě Luoping uchovává plod v jeho břiše, což naznačuje, že dinocephalosaurus porodil živá mláďata jako mnoho jiných mořských plazů. Dinocephalosaurus je jediným známým členem rodu Archosauromorpha, který porodil živá mláďata, s možnou výjimkou metriorhynchidů, skupiny mořských krokodylomorfů.
Dinocephalosaurus byl velkým členem rodu Protorosauria a dosahoval maximální délky těla nejméně 3,5 m (11 ft), zatímco u Tanystropheuse to byly maximálně 3 metry (9,8 ft). Známé exempláře jsou pravděpodobně dospělé, vzhledem k tomu, že mají srostlé lebeční kosti a postrádají mnohohroté zuby jako u nedospělých Tanystropheů. Podobně jako Tanystropheus má i Dinocephalosaurus mimořádně dlouhý krk (1,7 m (5 ft 7 in) vzhledem k trupu (1 m (3 ft 3 in) bez ocasu).
Lebka Dinocephalosaura je nízká a úzká, s dlouhou premaxillou a maxillou ve srovnání s Tanystropheovými. Jak premaxilla, tak i maxilla se setkávají v anteroventralním (předním spodním) rohu a přispívají k okraji nosní dírky, která je umístěna na předním (předním) konci dlouhého výklenku, který se táhne podél čenichu před oční jamkou (antorbitální prohlubeň). Spodní okraje obou nosních kostí jsou lemovány pěti, respektive dvanácti dlouhými a nehtovými zuby; třetí premaxilární a čtvrtý a pátý maxilární zuby jsou výrazně tesákovité. Spodní čelist má patnáct zachovalých zubů, přičemž tři z nich jsou tesákovité. Pro srovnání, zuby u dospělého Tanystrophea jsou ostré kolíky, zatímco u nedospělých jsou trojcípé (nesoucí tři hroty).
Na rozdíl od očního důlku Tanystropheova oválného tvaru vypadá oční důlek Dinocephalosaura jako broskvový s úzkým předním koncem. Na vrcholu lebky je temenní část široká a zploštělá, nenese žádnou stopu po středovém hřebenu, který byl nalezen u Tanystrophea. Džbán má pouze dva procesy, chybí třetí zpětně promítající proces, který je přítomen u většiny ostatních plazů. Chybí také retroartikulární proces zadní (zadní) dolní čelisti (další bod odlišení od Tanystropheova), stejně jako další zuby a dutina mezi pterygoidními kostmi na patře.
Tanystropheus a Dinocephalosaurus dosáhli svých extrémně protáhlých krků různými způsoby. Krk Tanystropheus se skládá z 13 protáhlých krčních obratlů, zatímco krk Dinocephalosaura se skládá z nejméně 27 krčních obratlů, které nejsou tak protáhlé. Z 27 obratlů Dinocephalosaura je nejdelší devatenáctý, který měří přibližně 91 mm (3,6 palce). Pro srovnání, nejdelší obratle v čínském exempláři Tanystropheus jsou devátý a desátý, které měří 248 mm (9,8 palce). Krční obratle Dinocephalosaura navíc nejsou na rozdíl od obratlů Tanystropheus duté.
Další rysy krčních obratlů, které odlišují Dinocephalosaura od ostatních protorosaurů, zahrnují nízké a kýlu podobné nervové páteře a přední a zadní (zadní) kloubní povrchy obratlů jsou obě konkávní (obojživelné). U prvních deseti obratlů je spodní okraj také konkávní. Dlouhá, štíhlá krční žebra nesou čelní výčnělky bez obratlů, které jsou také unikátní pro Dinocephalosaura. Tato žebra jsou zarovnána podél krku a mostu více po sobě jdoucích obratlových kloubů, od dvou nebo tří po sobě jdoucích kloubů v přední části krku až po pět nebo šest v zadní části krku. Zdá se, že na obratlech nejsou žádné výrazné procesy pro artikulaci s žebry.
Kmen Dinocephalosaura má nejméně 26 obratlů. U Dinocephalosaura se zdá, že nemá bederní obratle, nebo obratle kmene postrádající žebra. Žebra křížové kosti a ocasu také nevypadají, že by byla spojena s odpovídajícími obratli. Každá z gastralií u Dinocephalosaura se skládá ze tří prvků místo čtyř jako u Tanystropheuse; liší se tím, že Dinocephalosaurus má pouze jeden prvek na středové čáře, zatímco Tanystropheus má dva prvky, které se spojují a tvoří středovou čáru.
Dinocephalosaurus měl poměrně velké nohy zakončené ploutvovitými chodidly. Přední a zadní končetiny jsou zhruba stejně dlouhé, na rozdíl od Tanystropheus, kde jsou přední končetiny mnohem menší. Zatímco většina protorosaurů, jako Tanystropheus, Macrocnemus a Langobardisaurus, měla relativně zkostnatělé končetiny přizpůsobené pozemskému životu, silné končetiny Dinocephalosaura jsou špatně zkostnatělé a podobají se končetinám nothosaurů. Z karpálních kostí je zkostnatělých jen šest; podobně jsou zkostnatělé jen tři z tarzálních kostí. Navíc astragalus a kalaneum spolu také nemluví v kotníku, místo toho tvoří jednoduché a zaoblené zkostnatění.
Tyto znaky jsou pravděpodobně neotenické, což podobně charakterizuje znaky, které se vyskytují u mnoha dalších vodních tetrapodů. I když je Tanystropheus pravděpodobně také neotenický, nepřibližuje se Dinocephalosauru v končetině tohoto stavu. Několik dalších zvláštních znaků je přítomno v chodidlech Dinocephalosaura. Na rozdíl od Tanystropheuse a většiny ostatních protorosaurů je pátá metatarzální část Dinocephalosaura jednoduchá a rovná místo zahnutá. Tanystropheus má pouze pátou metatarzální část, která je mírně zahuštěná na horním konci, a navíc má dlouhou falangu na páté číslici, která se chová podobně jako jiná metatarzální část. Na třetí číslici chodidla jsou čtyři falangy, ale žádný z nich se nezdá být koncovým drápem, což naznačuje, že Dinocephalosaurus měl nadprůměrný počet nejméně pěti falangů ve třetí číslici.
Typový exemplář dinocefalosaura byl poprvé objeven v roce 2002, během terénních prací prováděných ve vesnici Yangjuan, okres Xinmin, okres Panxian, Kuej-čou, Čína. Skládá se z téměř kompletní lebky, které chybí levá strana čelisti, a také z několika přidružených krčních obratlů. Následně byl uložen v Ústavu paleontologie a paleoantropologie obratlovců (IVPP) v Pekingu, Čína pod číslem sbírky IVPP V13767, a výzkumnou práci popisující exemplář sepsal paleontolog IVPP Chun Li a publikoval Acta Geologica Sinica v prosinci 2003.
Druhý exemplář objevený na stejném místě představuje částečně kloubovou kostru, které chybí pouze ocas. Obdobně uložený v IVPP má exemplář číslo sbírky IVPP V13898. Exemplář byl popsán v krátké korespondenci autorů Li, Olivier Rieppel a Michael LaBarbera, která byla publikována v září 2004 časopisem Science; podrobnější popis následně zveřejnili Rieppel, Li, Nicholas Fraser v roce 2008 v časopise Journal of Vertebrate Paleontology paper.
Panxianská lokalita, odkud tyto exempláře pocházejí, je součástí souvrství Anisian (Middle Triassic) Guanling, které bylo původně považováno za 230 milionů let staré, ale naposledy bylo datováno na 244 ± 1,3 milionu let na základě datování uran-olovo. Převažující ložiska v této lokalitě jsou složena z šedého až tmavě šedého marlyho vápence, stejně jako třešňového vápence obsahujícího dolomitové a bentonitové ložiska. Dinocephalosaurus byl konkrétně nalezen ve vrstvě 90 Panxianských ložisek, tenké vápencové vrstvě, která je tradičně přiřazována k Hornímu plazímu obzoru (vrstvy 87-90). Dále níže jsou Střední plazí (vrstvy 81-85) a Dolní plazí (77-79) horizonty.
Následně byly objeveny další exempláře dinocefalosaura z mírně starší lokality Luoping, která je na základě konodontní biostratigrafie a předběžného radiometrického datování stará 245 až 244 milionů let. Exempláře pocházejí z ložiska 74 lokality Luoping, v ložiscích nacházejících se poblíž vesnice Dawazi, okres Luoping, Yunnan, Čína. Ložisko 74 je součástí úseku složeného z tenkých tmavě šedých micritických vápencových vrstev smíšených se silnějšími vrstvami křemičitého vápence a bahnitého vápence, který sahá až k ložisku 67.
Jeden konkrétní exemplář je pozoruhodný tím, že obsahuje v oblasti břicha embryo, z něhož jsou zachovány krční obratle, přední končetiny a několik dalších prvků. Byl odebrán v roce 2008; v době jeho sběru již zvětrávání rozdělilo exemplář do tří bloků, přičemž mezery byly vyplněny moderní půdou. Vzorek byl poté převezen do Chengdu Center of the China Geological Survey, kde byl připraven a uložen pod číslem sbírky LPV 30280. Následně byl v únoru 2017 publikován v časopise Nature Communications popis exempláře, jehož autory jsou Jun Liu, Chris Organ, Michael Benton, Matthew Brandley a Jonathan Aitchison.
Ve svém popisu z roku 2003 Li zkombinoval kořeny din- (“hrozný”), cephalo- (“hlava”) a saur (“ještěrka”) a vytvořil rodové jméno Dinocephalosaurus. Podle Liho toto jméno odkazuje na „příšernou lebku“ holotypu. Mezitím je druhové jméno odvozeno z latinského orientalis (“východní”), v odkazu na D. orientalis představující jediný známý záznam v době Tanystropheidae v oblasti, která by byla východní částí Tethyského oceánu.
Dinocephalosaurus je považován za člena Protorosaurie, skupiny všudypřítomných a rozmanitých permo-triasových plazů. Toto přiřazení je založeno na charakteristikách zahrnujících nízkou a úzkou lebku s krátkou a úzkou postorbitální oblastí, dlouhou nosní vzhledem k čelní, sníženou zpětnou projekci jugální oblasti, přítomnost více než sedmi krčních obratlů, s centry delšími než u hřbetních obratlů, nízkou nervovou páteř krčních obratlů, dlouhá krční žebra, absenci intercelární artikulace s hřbetním centrem a absenci entepicondylar foramen na pažní kosti. Tyto charakteristiky jsou společné s Tanystropheus, Macrocnemus a dalšími protorosaury.
V původním popisu dinocefalosaura Li rozpoznal postorbitální oblast a protáhlé centrum děložního čípku jako indikaci blízkého vztahu s Tanystropheem, což ho vedlo k přiřazení k Tanystropheidae. Nicméně Rieppel a jeho kolegové následně zaznamenali vlastnosti, které odlišovaly Dinocephalosaura od odvozených protorosaurů, jako jsou Tanystropheus, Macrocnemus, Langobardisaurus a Tanytrachelos; mezi ně patří chybějící zúžení přední části nosu a neredukovaný příspěvek ilia k acetabulumu. To vedlo Rieppela a jeho kolegy k tomu, že považovali Dinocephalosaura za neurčitého protorosaura, jehož prodloužení krku se sbíhalo s prodloužením krku Tanystropheuse. Jejich fylogenetický strom, založený na datovém souboru odvozeném ze samostatných analýz Jalila (1997), Davida Dilkese (1998) a Michaela Bentona & Jackieho Allena (1997), je reprodukován níže, vlevo.
Topologie A: Rieppel et al. (2008)
Topologie B: Liu a kol. (2017)