Avec une durée géologique s'étendant sur plus de 25 millions d’années, Tylosaurus est l’un des genres de mosasaures les plus prospères en termes de diversité et de longévité. Il figure à la fois parmi les plus anciens et plus récents membre connu du groupe et est représenté par au moins 8 espècesvalides. Le plus vieux représentant, T. nepaeolicus, avait déjà développé une grande taille corporelle atteignant 6 m lors de sa première apparition vers le milieu du Turonien. Son évolution ultérieure menant vers T. proriger par hétérochronie est bien documentée dans les archives fossiles. La lignée augmente progressivement en taille jusqu'à ce que T. proriger atteigne une longueur maximale d'au moins 14 m au milieu du Campanien, ce qui en fait l'un des plus grands mosasaures identifiés à ce jour. D'autres espèces atteignent des tailles similaires, avec des longueurs maximales documentées variant entre 8 à 12 m.
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