Styxosaurus est étroitement lié à Elasmosaurus platyurus, qui a été trouvé dans le Kansas en 1867. Le premier Styxosaurus à être décrit est initialement appelé Cimoliasaurus snowii par Samuel Wendell Williston en 1890. L'échantillon (KUVP 1301) comprenait un crâne complet et plus de 20 vertèbres cervicales qui ont été retrouvés près de Hell Creek dans le Comté de Logan au Kansas par le juge E.P. West.
Le nom a été plus tard changé pour Elasmosaurus snowii par Williston en 1906, puis en Styxosaurus snowii par Samuel Paul Welles en 1943. Le nom du genre est créé par Samuel Paul Welles en 1943. Styxosaurus est nommé d'après la légendaire rivière Styx, un fleuve des enfers grecs, avec le mot en grec ancienσαῦρος/ saûros, «lézard», pour donner «lézard du Styx».
Le spécimen holotype de S. snowii (KUVP 1301) décrit par S. W. Williston en 1890 comprenait un crâne complet et 20 vertèbres.
Un autre spécimen plus complet (long de 11 m) a été découvert près d'Iona (Dakota du Sud) en 1945. Ce spécimen a été décrit à l'origine et nommé Alzadasaurus pembertoni par Welles et Bump en 1949 et est resté ainsi jusqu'à ce que Carpenter le nomme également Styxosaurus snowii en 1999. Sa cavité thoracique contenait environ 250 gastrolithes. Si la plupart des prédateurs ne peuvent pas utiliser les gastrolithes pour le polissage des aliments, presque tous les spécimens d'Elasmosauridae complets en incluent. Le poids des gastrolithes dans les spécimens d'Elasmosauridae est toujours bien inférieur à 1% de la masse estimée pour l'animal vivant.
Fossile et croquis du crâne holotype de S. browni.
Styxosaurus browni
Une seconde espèce nord-américaine, S. browni, a été érigée par Welles en 1952. Après avoir été renommée Hydralmosaurus serpentinus en 1999 par K. Carpenter, son attribution au genre Styxosaurus a été reconfirmée en 2016 par R. Otero dans le cadre d'une synthèse sur l'évolution des élasmosauridés.
Styxosaurus rezaci
En 2023, une autre espèce de Styxosaurus, S. rezaci, est décrite par Smith et O'Keefe sur la base de deux spécimens provenant du Nebraska et datant du Cénomanien, précédemment vues comme appartenant à Thalassomedon.
Styxosaurus mesurait environ 10 m, dont environ la moitié pour le cou. Ses dents étaient coniques, conçues pour un régime alimentaire carnivore. Comme la plupart des autres plésiosaures, il devait se nourrir de bélemnites, de calmars et de poissons (Gillicus, etc.).
Classification
Dans leur analyse phylogénétique de 2025, O'Keefe (d)et al. ont plutôt identifié Traskasaura en position basale au sein des Elasmosauridae, comme taxon frère de Nakonanectes. Ces résultats sont présentés dans le cladogramme ci-dessous:
Le cladogramme ci-dessous ne montre que les relations internes au sein des Elasmosauridae, sur la base des résultats de José Patricio O’Gorman et al. (2015) qui ont mené l'analyse phylogénétique la plus complète à ce jour (2022) en se concentrant sur les élasmosauridés.
1234(en) Kenneth Carpenter, «Revision of North American elasmosaurs from the Cretaceous of the western interior», Paludicola, vol.2, no2, , p.148-173 (lire en ligne[PDF])
1234[2016] (en) Rodrigo A. Otero, «Taxonomic reassessment of Hydralmosaurus as Styxosaurus: new insights on the elasmosaurid neck evolution throughout the Cretaceous», PeerJ, vol.4, , e1777 (PMID27019781, PMCID4806632, DOI10.7717/peerj.1777)
↑(en) Samuel P. Welles, «Elasmosaurid plesiosaurs with description of new material from California and Colorado», Memoir of the University of California, vol.13, , p.125-254
↑(en) Elliott A. Smith et F. Robin O’Keefe, «Occurrence of Styxosaurus (Sauropterygia: Plesiosauria) in the Cenomanian: Implications for relationships of elasmosaurids of the Western Interior Seaway», Journal of Systematic Palaeontology, vol.21, no1, , p.2242846 (DOI10.1080/14772019.2023.2242846, Bibcode2023JSPal..2142846A, S2CID261147918)
↑[2015] (en) José P. O’Gorman, Leonardo Salgado, Eduardo B. Olivero et Sergio A. Marenssi, «Vegasaurus molyi, gen. et sp. nov. (Plesiosauria, Elasmosauridae), from the Cape Lamb Member (lower Maastrichtian) of the Snow Hill Island Formation, Vega Island, Antarctica, and remarks on Wedellian Elasmosauridae», Journal of Vertebrate Paleontology, vol.35, , e931285 (DOI10.1080/02724634.2014.931285).
↑[2013] (en) Roger B. J. Benson, Hilary F. Ketchum, Darren William Naish et Langan E. Turner, «A new leptocleidid (Sauropterygia, Plesiosauria) from the Vectis Formation (Early Barremian–early Aptian; Early Cretaceous) of the Isle of Wight and the evolution of Leptocleididae, a controversial clade», Journal of Systematic Palaeontology, vol.11, no2, , p.233–250 (DOI10.1080/14772019.2011.634444, Bibcode2013JSPal..11..233B, S2CID18562271)