Ихтиозавры являются наиболее адаптированными к водному образу жизни пресмыкающимися. Аналогичной степени приспособленности смогла достичь только одна группа млекопитающих — китообразные. Уникальные характеристики, связанные с водным образом жизни, наблюдаются уже у древнейших известных ихтиозавров из нижнеготриаса (шпатский подъярусоленёкского яруса). К таким приспособлениям относятся удлинённая морда, очень большие глаза, преобразованные в плавники конечности и сильно вогнутые позвонки[3].
Ключевой эволюционной особенностью ихтиозавров является живорождение, наиболее ранние документальные свидетельства существования которого относятся к анизийскому ярусусреднего триаса[3]. Имели эвриапсидное строение черепа, произошли от диапсидных предков. Зубы сменялись неоднократно в течение жизни. Конечности использовались для поддержания равновесия и контроля направления. У хвоста было две лопасти, нижняя из которых поддерживалась позвоночным столбом. У типичного ихтиозавра были очень большие глаза, защищённые костяным кольцом, говорящим о том, что охотились они ночью. В связи с этим некоторые виды обладали огромными глазами (до 20 см в диаметре). Дополнительно, по-видимому, имелись какие-то кожные рецепторы, подобные боковой линии, на что указывают следы нервов и сосудов на костях черепа. Кожа, лишённая чешуи, для лучшего скольжения в воде была, возможно, покрыта слизью. Хорошо приспособлены к движению с высокой скоростью, как современный тунец. По крайней мере некоторые ихтиозавры предположительно были хорошими глубоководными ныряльщиками, как современные киты. Наиболее вероятная окраска — тёмный верх и светлый низ с синеватым оттенком. Самый крупный вид, описанный по обнаруженным окаменелостям — шонизавр из позднего триаса полярной Канады. В 2003 году описан скелет длиной около 23 метров, но в среднем длина составляла 2—4 метра[4].
У некоторых ранних ихтиозавров были зубы, с помощью которых они питались моллюсками — аммонитами, наутилоидеями и кальмарами[5]. Очень похоже на то, что они также питались рыбой, а у части более крупных видов были тяжёлые челюсти и зубы, которые показывают, что они питались более мелкими рептилиями.
Анализ ископаемых остатков стеноптеригия (Stenopterygius), найденного в Германии в шахтах Хольцмадена, датированного возрастом 180 млн лет назад и сохранившего небольшие фрагменты мягких тканей, показал, что внутренние слои кожи переходили в изолирующий жировой слой как у теплокровных животных[6].
Некоторые ихтиозавры были очень крупными. В 2018 в Англии были найдены фрагменты нижней челюсти ихтиозавра, которые указывали на то, что он имел в длину от 20 до 25 метров[7], его затем описали как вид Ichthyotitan severnensis.[8], а Ophthalmosaurus icenicus весил около тонны[9].
Типовой вид этой группы был описан в 1821 году как Ichthyosaurus communisDe la Beche & Conybeare в составе рода ихтиозавров из нового семейства IchthyosauridaeDe la Beche & Conybeare, 1821.
Ихтиозавры существовали в течение почти всего мезозоя 250—94 млн лет назад, наибольшего расцвета достигли в юрский период, пока в меловой период их не сменили плезиозавры. В мелу количество видов ихтиозавров резко снизилось, лишь один род — платиптеригиусы (Platypterygius) — дожил до начала позднего мела (единственный описанный представитель меловой группы). Предполагается, что глобальное потепление, произошедшее в середине мелового периода, повлекло за собой обеднение кислородом океанических вод, что привело к «аноксидной катастрофе» и вымиранию не приспособившихся к изменениям климата ихтиозавров[10].
В 1811 году 12-летняя Мэри Эннинг обнаружила на пляже недалеко от своего дома на юго-западе Англии окаменелость, ставшей первой научно идентифицированным экземпляром ихтиозавра. Два столетия спустя, менее чем в 50 милях отсюда, 11-летняя Руби Рейнольдс неподалёку от Бристоля нашла окаменелость другого ихтиозавра.[11][12]
Германия
Ранние реконструкции ихтиозавров избегали спинного плавника, у которого не было плотного костяного образования, до тех пор, пока в 90-х годах XIX века в Германии не были найдены хорошо сохранившиеся виды. Здесь у хвоста имелась костяная основа. Уникальные условия позволили частично сохраниться отпечаткам мягких тканей.
Ископаемые остатки ихтиозавра были найдены также и на территории Индии в штате Гуджарат. Ранее в этой местности обнаруживались лишь фрагменты, в последних же своих раскопках учёные смогли представить целый скелет морской рептилии, длина которого достигает 5,5 метров[16].
Казахстан
Также, в апреле 2016 года школьники Зеленовской районной станции юных туристов Западно-Казахстанской Области сделали уникальную находку. Они обнаружили останки древнего ящера, который предположительно был предком всех ихтиозавров. Такое заявление сделал российский учёный, председатель палеонтологического общества Владимир Ефимов. Казахстанозавр — так назвали ихтиозавра мезозойской эры. Раскопки заняли два года.[17] Обнаруженный вид ихтиозавров науке прежде не был известен. Длина морского хищника при жизни составляла 6-7 метров, длина черепа — более метра, конечностей — около двух метров, диаметр грудной клетки — один метр. Глаза ихтиозавра достигали 20 сантиметров. Крупное животное питалось рыбой и морскими моллюсками.[18]
Норвегия
В 2014 году на Шпицбергене были найдены 11 хвостовых позвонков ихтиозавра. При помощи геохимического исследования скал, в которых были найдены окаменелости, учёным удалось определить, что они существовали примерно через два миллиона лет после массового вымирания в конце пермского периода палеозойской эры. Это означает, что ихтиозавры произошли ещё до начала эпохи динозавров и стали морскими обитателями до массового океанического вымирания[19].
Систематика
По данным сайта Paleobiology Database, на сентябрь 2019 года отряд входит в кладу Ichthyosauriformes, к которой кроме него относят следующие вымершие таксоны до семейств включительно[20]:
Татаринов Л. П. Глава VI. Ихтиоптеригии, или ихтиозавры (Ichthyopterygia, seu Ichthyosauria) // Очерки по эволюции рептилий. — М. : ГЕОС, 2006. — С. 109—122. — 234 с. : ил. — (Труды ПИН РАН ; т. 290). — 400 экз.