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  目前對於虛骨龍的知識,多來自於其中一副骨骸化石,這個化石發現於懷俄明州的科莫崖,包含眾多脊椎、部分骨盆、肩帶、以及四肢的大部分。但直到80年代,才將該骨骼完整的拼湊出來,而目前存放於皮巴第自然歷史博物館。另外,在猶他州的克利夫蘭勞埃德採石場發現的兩個前肢骨頭,有可能屬於虛骨龍。虛骨龍是種中小型恐龍,重量被估計為13到20公斤,身長約2.4米,臀部高度為0.7米。從重建的骨架模型來看,虛骨龍的脊椎骨長,而有長的頸部與身體,<unk>骨長,因此後肢修長。顱骨小而長。前掌有3指,有銳利、彎曲的爪。  虛骨龍的頭部化石不多,目前只有挖掘地點所發現到的一個骨頭,可能是個部分下頜。該骨頭的儲存狀況與外表,與虛骨龍的骨骸類似,但形狀較細長,可能不屬於該骨骼。這個骨頭的長度為7.9公分,寬度為1.1.公分。虛骨龍的脊椎長而低矮,神經棘短,脊椎壁細。頸椎有許多空腔,但分佈不平均,大小不一。頸椎修長,長度是寬度的四倍,前後端有凹面。背椎較短,表面缺乏空洞,凹處較不明顯,形狀為沙漏狀。尾椎表面也缺乏空洞。  肩帶的唯一骨頭是個肩胛骨碎片。肱骨的側面是S狀彎曲,長度為11.9公分,大於尺骨的9.6公分。手腕有個半月形腕骨,類似恐爪龍,但跟人類的月骨(Lunate bone)不同。手指細而長。骨盆的唯一骨頭是兩個癒合的恥骨,尾端有明顯的柄部。股骨的正面呈S狀,長度約21公分。<unk>骨長,長度接近股骨。

  在莫里遜組,發現了三種外表相似的小型獸腳類恐龍,分別為:虛骨龍、嗜鳥龍、長臂獵龍,都屬於虛骨龍類,三個屬過去曾被互相混淆過。虛骨龍與嗜鳥龍目前已有較完整的敘述,可從許多生理特徵區別牠們。例如:虛骨龍的頸部、背部較長,腿部與足部也較長。虛骨龍與長臂獵龍則較為類似,但也有許多不同點。例如:上臂與前臂及股骨的形狀、股骨的肌肉附著處、較長的背部脊椎、以及較長的<unk>骨。

  自從80年代以來,種系發生學研究逐漸增多,而虛骨龍通常被認為是虛骨龍類的分類不明屬,不屬於任何一個主要演化支。虛骨龍與美頜龍科、嗜鳥龍、原角鼻龍等屬,曾多次被歸類為基底虛骨龍類。在2007年,菲力·森特(Phil Senter)的長臂獵龍研究中,森特提出虛骨龍與長臂獵龍,是原始暴龍超科動物的近親。  虛骨龍有時被歸類於虛骨龍科,但虛骨龍科的物種卻不固定。在2003年,奧利佛·勞赫(Oliver Rauhut)提出虛骨龍科由虛骨龍、及美頜龍科的物種所構成。相反地,沒有科學家曾將虛骨龍歸類於美頜龍科過。在2007年,菲力·森特指出虛骨龍科只有虛骨龍、長臂獵龍兩個物種。  在採用種系發生學之前,虛骨龍科與虛骨龍下目都曾被當成「未分類物種集中地」,許多小型獸腳類恐龍被歸類於此,而且多為疑名。在80年代晚期的大眾恐龍書籍中,虛骨龍科包含超過10個物種,包括西北阿根廷龍科的福左輕鱷龍、偷蛋龍下目的小獵龍,而且虛骨龍科被當作是腔骨龍科的後代。在90年代初期的一些大眾讀物,虛骨龍科仍被當作「未分類物種集中地」。。在這之後,被列入虛骨龍科的物種數目就大幅縮減。除了2006年的某本科普讀物,延續早期的分類法。

  虛骨龍是在1879年由美國古生物學家與自然學家奧塞內爾·查利斯·馬什(Othniel Charles Marsh)所敘述、命名;另外,馬什同時也建立了新屬"Camptonotus",後來改名為彎龍("Camptosaurus")。馬什當時與愛德華·德林克·科普(Edward Drinker Cope)進行一場長時間的競爭,被戲稱為化石戰爭。  馬什當時只敘述了模式標本的背部到尾巴的脊椎。馬什注意到脊椎的內部空腔,與細的脊椎壁,因此將牠們命名為脆弱虛骨龍("Coelurus fragilis")。馬什認為虛骨龍的體型接近狼,食性應為肉食性。虛骨龍是莫里遜組所發現的第一個小型獸腳類恐龍,但馬什當時並不確定牠們是否屬於恐龍。在1881年,他將虛骨龍歸類於恐龍,繪製出更多骨頭圖片,並建立虛骨龍目(Coeluria)與虛骨龍科,以包含虛骨龍屬。  虛骨龍的化石散佈於挖掘地點,挖掘活動自1879年9月持續到1880年9月。馬什將部分化石建立為新種,敏捷虛骨龍("C. agilis"),並從其中一對恥骨,研判敏捷虛骨龍的體型大於脆弱虛骨龍的三倍。在1888年,馬什將一個發現於馬里蘭州阿倫德爾組(Arundel Formation)的趾爪,歸類於脆弱虛骨龍,該趾爪的地質年代是早白堊紀。在近年研究中,敏捷虛骨龍不再被歸類於需骨龍屬,但沒有被建立為新屬。  儘管馬什與科普的競爭激烈,科普卻在1887年建立了兩個新種:鮑氏虛骨龍("C. bauri" )與洛氏虛骨龍("C. longicollis"),化石都發現於新墨西哥州的晚三疊紀地層。在兩年後,科普將這兩個種新建立為腔骨龍。  在1903年,亨利·費爾費爾德·奧斯本(Henry Fairfield Osborn)命名了嗜鳥龍,是莫里遜組的第二個發現的小型獸腳類恐龍。嗜鳥龍的化石是一個部分骨骸,發現於科莫崖北方的Bone Cabin採石場。在1920年代,查爾斯·懷特尼·吉爾摩爾(Charles W. Gilmore)在他的重要獸腳亞目研究中,提出虛骨龍與嗜鳥龍是同一種動物。這個分類法被其他科學家沿用,並持續了數十年。但是,沒有科學家將這兩種動物做正式的比較,也沒有人去統計哪些化石屬於虛骨龍。  吉爾摩爾曾提出脆弱虛骨龍、敏捷虛骨龍是同種動物,但直到80年代,約翰·奧斯特倫姆(John Ostrom)做了相關研究,才證實這個說法。這使脆弱虛骨龍的化石增加,而奧斯特倫姆也證實嗜鳥龍與虛骨龍是不同的物種。根據當時的不完整資料,戴爾·羅素(Dale Russell)曾提出敏捷虛骨龍是輕巧龍的一個種;奧斯特倫姆也指出其錯誤。奧斯特倫姆另外提出,馬什在1884年繪製的虛骨龍脊椎圖中,其中一個脊椎是另兩個脊椎拼合組成的;而剩下兩個脊椎中,有一個脊椎其實是發現於其他地點,屬於一個未命名的小型獸腳類恐龍。在1995年,懷俄明州發現的一個部分骨骸,一度被認為是個較大型的虛骨龍。數年後,這個新發現骨骸被建立為新屬長臂獵龍,是虛骨龍的近親。

  虛骨龍目前只有一個有效種,模式種脆弱虛骨龍("C. fragilis"),過去還有六個種被建立過。敏捷虛骨龍("C. agilis")由馬什在1884年建立,後來改歸類於脆弱虛骨龍。在1887年,科普根據在新墨西哥州發現的晚三疊紀化石,建立了鮑氏虛骨龍("C. bauri")與洛氏虛骨龍("C. longicollis");科普在1889年將這兩個種建立了新屬,腔骨龍。在1888年,理查德·萊德克(Richard Lydekker)將哈利·絲萊(Harry Seeley)建立的達氏孔椎龍("T. daviesi")改為達氏虛骨龍("C. daviesi"),該種化石發現於英格蘭的早白堊紀地層;後來獨立為新屬,鞘虛骨龍。纖細虛骨龍("C. gracilis")由馬什在1888年建立,化石是一些四肢骨頭,年代也是早白堊紀。但吉爾摩爾在1920年代重新檢查這些骨頭時,只能鑑定出一個爪子。吉爾摩爾將其歸類於纖手龍,不屬於虛骨龍。最近的研究多認為纖細虛骨龍不屬於虛骨龍,是個疑名。但纖細虛骨龍不被認為屬於虛骨龍屬,也沒有成立個別的屬。嗜鳥龍過去曾被認為是虛骨龍的異名,其模式種被改為為郝氏虛骨龍("C. hermanni"),直到奧斯特倫姆指出其錯誤。

  虛骨龍發現於莫里遜組的第2與第5地層帶。莫里遜組是認為是個半乾旱的泛濫平原,有明顯的雨季與旱季。當地的植被十分多樣化,有河邊的走廊林、蕨類、樹蕨、針葉樹,以及疏林莽原。莫里遜組所發現的植物化石有:綠藻、真菌、苔蘚、木賊、蕨類、蘇鐵、銀杏、與數科針葉樹。動物化石則有:雙殼類、蝸牛、輻鰭魚類、青蛙、蠑<unk>、烏龜、喙頭蜥、蜥蜴、陸生與水生鱷形超目動物、數種翼龍目、大量的恐龍、以及早期哺乳類。  莫里遜組的恐龍包含:獸腳亞目的角鼻龍、異特龍、嗜鳥龍、蠻龍,蜥腳下目的迷惑龍、腕龍、圓頂龍、樑龍,鳥臀目的彎龍、橡樹龍、劍龍。早期哺乳類則有:柱齒獸目、多瘤齒獸目、對齒獸目、以及三尖齒獸目。  虛骨龍被認為是種小型肉食性恐龍,以昆蟲、哺乳類、蜥蜴等小型獵物為食。牠們被認為是種行動快速的動物,比足部較短的嗜鳥龍還快。
冰冠龍屬(屬名:意為「冰凍的頭冠裝飾」),又名或凍角龍,舊譯冰棘龍、冰脊龍,是一類中型的雙足獸腳亞目恐龍,在其頭部有一個像西班牙梳的奇異冠狀物。由於牠的頭冠像1950年代埃爾維斯·皮禮士利(Elvis Presley)的高聳髮型,所以亦有非正式的暱稱「"Elvisaurus"」。