Su historia natural corresponde a un pequeño sinápsido carnívoro o insectívoro, probablemente de unos 30–50 cm de longitud, con cráneo relativamente grande, hocico estrecho y una dentición claramente heterodonta. Poseía incisivos, caninos y dientes postcaninos complejos, además de un paladar secundario bien desarrollado. Una de sus adaptaciones más importantes fue el comportamiento fosorial. Un esqueleto articulado encontrado dentro de una madriguera de unos 251 millones de años constituye la evidencia más antigua conocida de excavación en un cinodonto. Estas madrigueras pudieron ofrecer protección frente a temperaturas extremas y condiciones posteriores a la extinción Pérmico–Triásico (Damiani et al., 2003). (pmc.ncbi.nlm.nih.gov)
Otros fósiles revelan conductas todavía más sorprendentes. Un ejemplar de Thrinaxodon fue encontrado compartiendo una madriguera con el temnospóndilo herido Broomistega, posiblemente mientras el cinodonto se encontraba en estivación. También se conocen agregaciones de individuos que han permitido discutir posibles comportamientos sociales y cuidado parental, aunque algunas interpretaciones permanecen abiertas. Su éxito tras la gran extinción probablemente estuvo relacionado con pequeño tamaño corporal, refugio subterráneo, dieta flexible y fisiología resistente, características que permitieron a varios cinodontos persistir durante ambientes extremadamente inestables. (pmc.ncbi.nlm.nih.gov)
Paper sobre madrigueras de Thrinaxodon · Estudio del refugio compartido con Broomistega · Análisis funcional moderno del cráneo
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