El holotipo de Ornithomimus velox, catalogado como YPM 542, comprende partes de la extremidad posterior, incluyendo tibia distal, astrágalo, calcáneo y elementos del pie. Una mano parcial, YPM 548, fue encontrada asociada y probablemente pertenece al mismo individuo. Ambos materiales fueron descubiertos por George Lyman Cannon en 1889 y se conservan en el Yale Peabody Museum of Natural History. Otros esqueletos históricamente asignados al género proceden especialmente de Canadá y han sido estudiados por especialistas como Dale Russell, Peter Makovicky, Yoshitsugu Kobayashi y Philip Currie, aunque la clasificación de algunos ejemplares sigue siendo revisada. Theropod Database
Su historia natural corresponde a un animal bípedo, ligero y probablemente muy corredor, con cuello largo, cabeza pequeña, brazos relativamente largos y extremidades posteriores adaptadas a una locomoción rápida. Los ornitomímidos derivados poseían mandíbulas desdentadas cubiertas por una ranfoteca, formando un pico córneo. Su alimentación continúa discutiéndose, pero la anatomía craneal y evidencias digestivas sugieren una dieta probablemente omnívora o predominantemente herbívora, complementada posiblemente con pequeños animales. El cuerpo estaba cubierto al menos parcialmente por plumas, reforzando la estrecha relación evolutiva entre estos coelurosaurios y otros maniraptoriformes.
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