Patagopteryx is een geslacht van uitgestorven monotypische patagopterygiformen, dat leefde tijdens het Laat-Krijt (rond 80 miljoen jaar geleden) in wat nu de Sierra Barrosa is in het noordwesten van Patagonië, Argentinië. Het is ongeveer zo groot als een kip en is het vroegst bekende ondubbelzinnige voorbeeld van secundaire vluchtloosheid: het skelet vertoont duidelijke aanwijzingen dat de voorouders van Patagopteryx vliegende vogels waren.
Naamgeving Begin jaren tachtig werd de Universidad Nacional del Comahue te Neuquén uitgebreid. Op de bouwplaats werd toevallig een heuvel met fossielhoudende lagen van de Bajo de la Carpa-formatie uit het Santonien afgegraven en op een nabijgelegen puinhoop gestort. Oscar de Ferrariis, de directeur van het aan de universiteit verbonden natuurhistorisch museum, viel het op dat door erosie van de grond talrijke botten aan het licht kwamen, waaronder die van de eerste vogels uit het Mesozoïcum die uit Patagonië bekend werden.
In 1984 vond de Ferrariis het holotype MACN-N-03, een skelet zonder schedel, en het paratype MACN-N-10, een partij voetbeenderen die achteraf minstens drie individuen bleken te vertegenwoordigen. In 1985 ontdekte hij specimen MACN-N-11, een skelet met schedel van een individu dat maar iets kleiner was dan het holotype. Hij gaf de fossielen door aan de bekende paleontoloog José Fernando Bonaparte, die in 1986 de vondsten meldde in de wetenschappelijke literatuur.J.F. Bonaparte, 1986, "History of terrestrial Cretaceous vertebrates of Gondwana". Simposio Bioestratigrafía del Paleozoico Inferior: IV Congreso Argentino de Paleontología y Bioestratigrafía, Mendoza, Argentina. 2: 63-95
In 1992 benoemde Bonaparte samen met Herculano Marcos Ferraz de Alvarenga de typesoort Patagopteryx deferrariisi. De geslachtsnaam verbindt een verwijzing naar Patagonië met een Grieks pteryx, 'vleugel'. De soortaanduiding eert de Ferrariis als ontdekker.H.M.F. de Alvarenga and J.F. Bonaparte, 1992, "A new flightless landbird from the Cretaceous of Patagonia". Los Angeles County Museum of Natural History, Science Series. 36: 51-64
Intussen had Bonaparte de fossielen laten bestuderen door Luis Maria Chiappe, wiens doctoraalstudie hij begeleidde. Deze publiceerde in 1989L.M. Chiappe, 1989, "Flightless birds from the Late Cretaceous of Patagonia". Archosaurian Articulations. 1(10): 73-77 en 1991L.M. Chiappe, 1991, "Cretaceous birds of Latin-America". Cretaceous Research. 12: 55-63 al korte beschrijvingen en wijdde er in 1992 zijn dissertatie aan.L.M. Chiappe, 1992. Osteologia y sistematica de Patagopteryx deferrariisi Alvarenga y Bonaparte (Aves) del Cretacico de Patagonia. Filogenia e historia biogeografica de las aves Cretacicas de America del Sur. PhD Thesis. Universidad de Buenos Aires. 429 pp In 1991 wees Chiappe een derde skelet met schedel aan het, toen nog onbenoemde, taxon toe, specimen MUCPv-48. In 1992 wees hij specimen MACN-N-14 toe, een reeks van zes halswervels en vijf ruggenwervels. In 2002 publiceerde Chiappe een herziene beschrijving. Bij deze gelegenheid wees hij specimen MUCPv-207 toe, een postcraniaal skelet.L.M. Chiappe, 2002, "Osteology of the flightless Patagopteryx deferrariisi from the Late Cretaceous of Patagonia (Argentina)". In: Mesozoic Birds: Above the Heads of Dinosaurs. University of California Press. ppv281-316.
Beschrijving Grootte en onderscheidende kenmerken Patagopteryx was een vrij forse vogel. De lengte van het holotype is geschat op 545 millimeter.
In 1992 werd door zowel Bonaparte als Chiappe een diagnose geleverd van onderscheidende kenmerken. Hun opsommingen zijn echter in de loop der jaren verouderd geraakt doordat zulke kenmerken ten dele aanwezig bleken bij nieuw ontdekte taxa. Symplesiomorfieën, eigenschappen gedeeld met veel ruimere groepen en die dus geërfd zijn van meer basale voorouders, zijn de volgende. Een notarium, vergroeiing van de voorste ruggenwervels, ontbreekt. De eerste sacrale wervel is vooraan sterk hol. Het synsacrum is overdwars breed. Het opperarmbeen mist een pneumatisch foramen tricipitale. Het darmbeen is zwak verbonden met het heiligbeen. Het voorblad van het darmbeen staat verticaal. Het voorblad steekt ver zijwaarts uit. Het darmbeen draagt een opvallende enkelvoudige kam die tot het achterste uiteinde doorloopt. Het darmbeen draagt een antitrochanter. Het schaambeen is schuin naar achteren gericht. Het venster in de plaat van het schaambeen en zitbeen is van onderen open. Er is een inkeping tussen darmbeen en schaambeen. Op het scheenbeen steekt de buitenkant van de crista cnemialis naar voren. Op de tibiotarsus zijn de peesgroeven niet overkapt.
Ook na verwijdering van verouderde eigenschappen blijven nog vele kenmerken over waarin Patagopteryx zich onderscheidt van verwanten, waarbij echter het probleem zich voordoet dat het omstreden is welke die verwanten nu precies zijn. Alle halswervels zijn heterocoel, dus hebben zadelvormige gewrichten. De zesde tot en met elfde ruggenwervel zijn procoel, dus met een hol voorste uiteinde. De armen zijn gereduceerd. He punt van het achterblad van het darmbeen draagt een groot uitsteeksel op de buitenzijde. Deze punt heeft ook een uitsteeksel op de binnenzijde. Het quadratum is vergroeid met het pterygoïde. Het quadratum heeft het foramen quadraticum op de buitenzijde. De vijfde ruggenwervel is biconvex, dus met bolle uiteinden. De achterste ruggenwervels hebben zeer brede niervormige wervellichamen. De achterste sacrale wervel heeft een bol achterste uiteinde. Op het schouderblad is de processus acromialis aan de voorzijde overdwars verbreed. Het raakvlak van het ravenbeksbeen met het schouderblad steekt naar boven uit. Op de bovenste schacht van het opperarmbeen bevinden zich twee opvallende richels die de grenzen tussen spiergroepen markeren. Het onderste uiteinde van de ellepijp is sterk van voor naar achter afgeplat. Het derde middenhandsbeen is robuuster dan het tweede. Het tweede middenhandsbeen draagt een krachtige kam op de binnenzijde die een gereduceerde eerste middenhandsbeen zou kunnen zijn. Het schaambeen is van voor naar achter afgeplat. Het uiteinde van het schaambeen is naar voren gekromd. Het kuitbeen draagt een opvallende bult voor de musculus iliofibularis. Het onderste kuitbeen is vergroeid met de voorzijde van de tibiotarsus. De minimale breedte van de tarsometatarsus bedraagt meer dan een vijfde van de lengte. Het eerste middenvoetsbeen is niet naar achteren gedraaid. De processus acromialis heeft een verticaal verbrede punt net als bij Apsaravis.
Skelet
Van de kop van Patagopteryx is alleen de achterkant bekend. Die toont sterk versmolten schedelbeenderen, waaronder gladde en in een vergrote hersenpan opgenomen squamosa, die wijzen op een reductie van de kaakspieren. Chiappe leidde daaruit af dat de bijtkracht gering was en de snuit dus waarschijnlijk kort en spits. Zo wordt het dier meestal afgebeeld. Hij vermoedde eerst ook dat de kaken tandeloos waren aangezien de kop gespecialiseerd zou zijn in een pikkende beweging. Later kwam hij daarvan terug omdat Patagopteryx te laag in de stamboom zou staan. Enkele details die belangrijk zijn voor de fylogenie zijn vastgesteld. Het quadratum heeft de opening van het foramen quadraticum niet aan de achterste binnenzijde maar aan de buitenzijde. De tak van het quadratum richting pterygoïde is afgerond. Het articulare van de onderkaak is niet gepneumatiseerd.
De nek is lang en de halswervels zijn heterocoel. Hun zadelgewrichten maken een sterke retractie van de nek mogelijk in een S-vorm die geschikt zou zijn om te pikken. Chiappe ging zo sterk uit van een 'kipmodel'. Hij vergeleek de grootte ook met die van een kip, hoewel Patagopteryx vermoedelijk driemaal zwaarder was dan een typisch hoen. De wervels van de rug, minstens elf in getal, een basaal hoog aantal, zijn onderling nogal verschillend. De voorste zijn grotendeels procoel. Sommige zijn opisthocoel. De achterste zijn sterk verbreed, een mogelijke aanpassing aan een rennende levenswijze. Op de zijuitsteeksels liggen geen verbeende pezen. De middelste ruggenwervels missen grote hypapofysen, verdikkingen van de onderrand van het voorste gewrichtsfacet. Het heiligbeen is kort, een basaal kenmerk. De sacrale wervels hebben lange zijuitsteeksels die gescheiden worden door openingen. De middelste sacrale wervels zijn niet overdwars afgeplat. Van de staart is weinig bekend. Vaak wordt die kort gereconstrueerd. Chiappe wees er echter op dat het vrije gedeelte wat te lang is om een versmolten pygostyle te veronderstellen en dat de staart wel eens flink lang zou kunnen zijn. Het is wel gedacht dat de ribben processus uncinati missen, als een basaal kenmerk maar dat is onwaarschijnlijk. Van de ribben zijn slechts fragmenten bekend en basale Maniraptora hebben als zulke uitsteeksels die de ademhaling ondersteunen.
Patagopteryx had het vermogen tot vliegen verloren. Dat wordt voor verschillende basale Maniraptora ook vermoed, de befaamde Pauliaanse Hypothese die door Gregory S. Paul is gepropageerd. Daarvan is het echter omstreden of ze echt een vliegende voorouder hebben en zeker of het vogels zijn. Bij Patagopteryx bestaat daar geen twijfel over. Dat Patagopteryx niet kon vliegen, blijkt duidelijk uit de voorpoten. Die zijn minder dan half zo lang als de achterpoten en veel te kort om de stuwkracht te leveren om op te stijgen, ook als zeer lange slagpennen zouden worden verondersteld. Die zouden overigens ook niet passen bij de korte carpometacarpus. Het lange opperarmbeen, langer dan de onderarm, wijst op een lage slagfrequentie. De kop van het opperarmbeen is aan de voorzijde uitgehold. De bovenzijde van het opperarmbeen is niet gewelfd, een basaal kenmerk. Het spaakbeen toont geen indruk van spieren aan de onderste achterkant. Het derde middenhandsbeen is meer dan tweemaal zo dik als het tweede middenhandsbeen. Het eerste kootje van de tweede vinger is niet sterk verticaal afgeplat. Dit kootje is korter dan het tweede.
Ook de schoudergordel wijst op een verloren gaan van de vlucht. Het borstbeen is klein en heeft geen kiel. Er is ook geen vorkbeen, wat bij elkaar betekent dat het lastig zou zijn geweest om de spieren te verankeren die nodig zijn om te vliegen. Er is ook een grote ruimte tussen ravenbeksbeen, dat de zijtak mist, en borstbeen. Het normale uitsteeksel op het ravenbeksbeen voor het contact met het vorkbeen is niet naar binnen gekromd, vermoedelijk omdat er helemaal geen vorkbeen is. Een processus procoracoideus aan de voorkant van het ravenbeksbeen ontbreekt, evenals een foramen coracoideum.