De Plesiosauria zijn een groep van uitgestorven in zee levende reptielen, behorend tot de Sauropterygia.
De Plesiosauria ontstonden vermoedelijk op het eind van het Trias, zo'n 210 miljoen jaar geleden, als een deelgroep van de Pistosauria. De oudste bekende fossielen stammen uit het vroege Jura. In de periode dat de dinosauriërs over het land heersten, behoorden de plesiosauriërs samen met de Ichthyosauria tot de belangrijkste zeeroofdieren. Er ontwikkelden zich tijdens het Jura en Krijt enkele duizenden soorten waarvan de meeste maar een paar miljoen jaar bestonden. Net als bijna alle grote dieren van hun tijd stierven de Plesiosauria als groep uit aan het einde van het Krijt, ongeveer 66 miljoen jaar geleden.
Plesiosauriërs behoorden tot de eerste reptielen waarvan fossielen onderzocht werden. In het begin van de negentiende eeuw werden de geleerden zich bewust hoe afwijkend hun bouw was. In 1835 kreeg de groep haar naam die 'de Sauria [in ontwikkeling] naderend' betekent. De laatste jaren zijn er veel nieuwe vondsten gedaan zodat nu een kleine honderd soorten ontdekt zijn en meer bekend werd over hun bouw, verwantschappen en levenswijze.
De Plesiosauria hadden een lange nek, een brede romp en een korte staart. Het lichaam werd voortgestuwd door de vier lange ledematen die weer in een soort vinnen veranderd waren. De schoudergordel en het bekken hadden de vorm van platte, aan de onderkant van de romp liggende, beenplaten waaraan krachtige spieren gehecht waren. Die konden de vinnen op en neer bewegen zodat het dier een vliegende beweging door het water maakte. Hun huid was niet geschubd maar betrekkelijk glad om de drukweerstand bij het zwemmen te verlagen. De plesiosauriërs ademden lucht met hun longen en waren vermoedelijk warmbloedig. Plesiosauriërs legden geen eieren meer maar waren levendbarend waarbij ze hun jongen in zee baarden.
Er bestonden bij de Plesiosauria twee belangrijke bouwtypen. 'Plesiosauromorfe' soorten hadden een kleine kop en een, soms extreem, lange en stijve nek. Ze zwommen relatief langzaam en vingen kleine vissen, inktvissen en bodemdieren. 'Pliosauromorfe' soorten hadden een grote kop met krachtige tanden en een korte nek. Ze zwommen sneller en joegen op grotere zeedieren. Sommige korthalzige soorten werden zeventien meter lang. Modern onderzoek naar de onderlinge verwantschappen van de plesiosauriërs duidt op de mogelijkheid dat in de meeste ruimere deelgroepen wel soorten met een korte nek voorkwamen. In dat geval waren deze soorten niet allemaal speciaal aan elkaar verwant zoals vroeger werd aangenomen.
Definitie thumb|260px|In de tijd van de Blainville definieerde men diergroepen niet begripsmatig maar door een opsomming Toen de Plesiosauria in 1835 door Henri Marie Ducrotay de Blainville als een orde benoemd werden, gaf hij daar niet ook meteen een definitie van. Er was toen maar een klein aantal plesiosauriërs bekend. Die leken allemaal sterk op elkaar en verschilden duidelijk in bouw van andere dieren. Een gelijkenis in vorm was voldoende om tot de plesiosauriërs gerekend te worden en er bestond nooit onzekerheid of zo'n identificatie correct was. Daarbij werd in die tijd de mogelijkheid van een evolutie maar door weinig wetenschappers als reëel gezien. Men nam algemeen aan dat er strikte grenzen waren tussen de verschillende diergroepen.
Tegenwoordig wordt begrepen dat diergroepen ontstaan zijn doordat ze zich in een proces van geleidelijke evolutie binnen — niet: "van", want ze blijven ertoe behoren — ruimere groepen hebben afgesplitst. Vanwege die geleidelijkheid kan alleen door een exacte definitie te geven een diergroep begripsmatig strikt van andere groepen worden onderscheiden. In zo'n definitie moet een punt van afsplitsing worden aangegeven. Zo'n punt komt overeen met een vooroudersoort waarvan alle afstammelingen de leden van de te definiëren groep vormen. Zo'n groep heet een clade ofwel aftakking. In de moderne fylogenie, de studie naar de feitelijke evolutionaire verwantschappen van diergroepen, zijn er twee belangrijke manieren om een clade te definiëren. De eerste is dat men de laatste gemeenschappelijke voorouder van twee belangrijke deelgroepen als vooroudersoort neemt. De tweede manier is dat men de clade laat bestaan uit alle soorten die nauwer verwant zijn aan een bepaalde afstammeling dan aan een zustergroep die men juist van de clade wil uitsluiten. Het voordeel van beide methoden is dat men geen concrete voorouder hoeft aan te wijzen. Die zal zelden teruggevonden zijn en mocht men hem vinden dan valt niet te bewijzen dat hij inderdaad de voorouder is.
Beide methoden zijn ook op de Plesiosauria toegepast. Traditioneel worden in deze groep twee belangrijke deelgroepen onderscheiden, de Plesiosauroidea en de Pliosauroidea. In 2008 definieerden Patrick Druckenmiller en Anthony Russell de Plesiosauria als de groep bestaande uit de laatste gemeenschappelijke voorouder van Plesiosaurus dolichocheirus en Peloneustes philarchus; en al zijn afstammelingen.Druckenmiller, P.S. & Russell, A.P., 2008, A phylogeny of Plesiosauria (Sauropterygia) and its bearing on the systematic status of Leptocleidus Andrews, 1922. Zootaxa 1863. Aukland: Magnolia Press Plesiosaurus en Peloneustes functioneerden hier als vertegenwoordigers van respectievelijk de Plesiosauroidea en de Pliosauroidea. Deze soorten werden om historische redenen gekozen; het hadden ook willekeurige andere uit hun deelgroepen kunnen zijn.
Deze definitie heeft het voordeel dat ze goed aansluit bij de traditionele indeling binnen de Plesiosauria. Er is echter ook een nadeel: soorten die sterk op plesiosauriërs lijken maar toevallig net onder de vooroudersoort in de stamboom staan, meer "basaal" zijn, worden uitgesloten. De tweede methode heeft dat nadeel niet en werd daarom in 2010 toegepast door Hilary Ketchum en Roger Benson. Ze definieerden de Plesiosauria als de groep bestaande uit Plesiosaurus dolichodeirus en Pliosaurus brachydeirus en alle soorten die nauwer verwant zijn aan Plesiosaurus en Pliosaurus dan aan Augustasaurus hagdorni.Ketchum H.F. & Benson R.J.B., 2010, "Global interrelationships of Plesiosauria (Reptilia, Sauropterygia) and the pivotal role of taxon sampling in determining the outcome of phylogenetic analyses", Biological Reviews 85: 361-392 Plesiosaurus en Pliosaurus zijn de vertegenwoordigers van respectievelijk de Plesiosauroidea en de Pliosauroidea; Augustasaurus vertegenwoordigt de tak die men er per se niet bij wil hebben. Deze tweede definitie zou op hetzelfde neerkomen als alleen Plesiosaurus of Pliosaurus als uitgangspunt was genomen: dat beide vermeld worden, heeft in dit geval alleen ten doel de definitie ongeldig te maken indien, anders dan men zeker meende te weten, Augustasaurus achteraf geen zustergroep blijkt te vormen maar aan een van beiden nauwer verwant is. Hoewel door de lichaamsbouw gemotiveerd, laat ook de tweede definitie die bouw niet bepalen of een dier tot de Plesiosauria behoort; niet een bepaald kenmerk maar alleen de afstamming maakt een soort tot een plesiosauriër.
Indeling thumb|350px|Trinacromerum heeft een korte nek: het is dus een "pliosauromorfe" soort maar behoort als polycotylide misschien wel tot de Plesiosauroidea thumb|350px|Attenborosaurus heeft een lange nek en is dus een "plesiosauromorfe" vorm maar is desalniettemin geen plesiosauroïde De Plesiosauria werden traditioneel ingedeeld in twee onderorden: de Pliosauroidea die werden gekenmerkt door een korte nek en de Plesiosauroidea die een lange nek bezaten. Deze indeling ging niet uit van de echte verwantschap tussen de verschillende deelgroepen waaruit de Plesiosauria bestaan. Tegenwoordig wordt onderkend dat het eigenlijk puur een rangschikking naar vorm was. Beide vormtypen worden nu dan ook als zodanig aangeduid: men spreekt van 'plesiosauromorfe' soorten als die een lange nek hadden en 'pliosauromorfe' soorten bij het bezit van een korte nek, zonder dat er een pretentie van verwantschap is.O’Keefe, F.R., 2002, "The evolution of plesioaur and pliosaur morphotypes in the Plesiosauria (Reptilia: Sauropterygia)", Paleobiology, 28: 101–112 De namen Plesiosauroidea en Pliosauroidea zijn echter niet verlaten en leven voort als claden. Modern onderzoek toonde namelijk aan dat de meeste langhalzige en de meeste korthalzige soorten toch onderling het nauwst verwant zijn. Er zijn twee belangrijke uitzonderingen. Hoewel de leden van de Polycotylidae en de verwante Leptocleididae grotendeels korte nekken hadden, moeten ze volgens sommige analyses tot de Plesiosauroidea gerekend worden. En volgens de definitie van Plesiosauria in de zin van Ketchum & Benson is er noodzakelijkerwijs een stam van basale soorten die Plesiosauroidea noch Pliosauroidea zijn. Daartoe zouden volgens een analyse van Benson uit 2012 de complete Rhomaleosauridae kunnen behoren,Roger B.J. Benson, Mark Evans and Patrick S. Druckenmiller, 2012, "High Diversity, Low Disparity and Small Body Size in Plesiosaurs (Reptilia, Sauropterygia) from the Triassic–Jurassic Boundary", PLoS ONE 7(3): e31838 een kortnekkige groep, zodat de Pliosauroidea tot de Pliosauridae zelf worden ingekrompen — in welke groep overigens ook mogelijk een enkele langhalzige vorm voorkomt, zoals Attenborosaurus. De Plesiosauria sensu Druckenmiller & Russell, dus de groep van de Plesiosauroidea plus de Pliosauroidea, hebben bij Ketchum & Benson een aparte naam: de Neoplesiosauria.
De belangrijkste deelgroepen kunnen volgens de traditionele indeling als volgt bij de twee hoofdgroepen worden ondergebracht: Plesiosauria Plesiosauroidea Plesiosauridae Cimoliasauridae Aristonectidae Cryptoclididae Elasmosauridae Tricleididae Pliosauroidea Pliosauridae Rhomaleosauridae Polycotylidae Leptocleididae
De bovenstaande opsomming geeft echter slechts zeer ten dele de ware verwantschappen weer. Daaraan kan slechts recht worden gedaan door de verschillende groepen te rangschikken in een stamboom die de evolutie van de plesiosauriërs afbeeldt. De stamboom volgens de studie van Benson uit 2012 geeft het volgende kladogram:
De stamboom onderscheidt zich van de traditionele opsomming niet alleen door een volledige ordening en een correcter weergeven van de verwantschappen. Bepaalde namen, zoals Cimoliasauridae, Aristonectidae en Tricleididae, zijn weggelaten omdat het geen relevante begrippen meer waren. Daarentegen zijn nieuwe begrippen geschapen voor belangrijke aftakkingen die aanwezig bleken. Aftakkingen die uit maar één soort bestaan, krijgen geen groepsnaam, ook al zijn ze de zustertak van een soortenrijke groep.
De stamboom is maar een vereenvoudigde weergave van Bensons analyse. Daarbij hebben andere onderzoekers andere stambomen gevonden. Bepaalde studies hebben als uitkomst dat de Rhomaleosauridae en Leptocleidia zich toch in de Pliosauroidea bevinden maar geven ook aan dat dit zeer onzeker is.Patrick S. Druckenmiller & Espen M. Knutsen, 2012, "Phylogenetic relationships of Upper Jurassic (Middle Volgian) plesiosaurians (Reptilia: Sauropterygia) from the Agardhfjellet Formation of central Spitsbergen, Norway", Norwegian Journal of Geology 92(2-3): 277-284 Toekomstige analyses, gebaseerd op nieuwe fossiele vondsten en betere beschrijvingen van het eerder gevonden materiaal, zullen weer andere resultaten opleveren. De stamboom heeft dus niet de pretentie de enig juiste te zijn en het gebruik van stambomen heeft niet allereerst de stabiliteit van de indeling ten doel maar het weerspiegelen van de wetenschappelijke vooruitgang in het bepalen van de feitelijke evolutie van de plesiosauriërs.
Evolutie Oorsprong van de plesiosauriërs thumb|260px|Nothosaurus had een lange nek maar nog echte poten