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过去长期以来，古生物学家认为伶盗龙具有羽毛，但没有证据可以证明。根据2007年9月份的《科学》杂志，古生物学家爱伦·特纳、彼得·马克维奇、马克·诺瑞尔，在一个发现自蒙古的伶盗龙化石（编号IGM 100/981，身长1.5公尺，体重15公斤）的前臂，发现了六个羽茎瘤。鸟类骨头上的的羽茎瘤可用来固定羽毛，而伶盗龙骨头上的羽茎瘤则明确显示它们也具有羽毛。

根据特纳等人的说法，并非所有史前鸟类的化石都发现了羽茎瘤，但没有发现羽茎瘤，不代表这些史前鸟类缺乏羽毛。羽茎瘤的发现显示伶盗龙拥有羽毛，而且应该是类似现代鸟类翅膀上的羽毛，包含羽轴与羽支所形成的羽片。这些研究人员并提出，伶盗龙的前臂具有14个次要羽毛，而始祖鸟具有至少12个次要羽毛，小盗龙具有18个，胁空鸟龙则具有10个。他们认为这些羽毛数量的不同，代表者这些动物与现代鸟类的差异程度。

特纳等人将伶盗龙的羽毛，视为大型、无法飞行的手盗龙类因为体型的增大，而在演化过程中失去羽毛的证据。特纳等人并发现，目前的无法飞行鸟类几乎没有羽茎瘤，而伶盗龙的羽茎瘤则证明驰龙科的祖先应该可以飞行，但伶盗龙与其它大型的驰龙科后来却丧失了飞行能力；然而，驰龙科祖先的羽毛也可能具有其他功能，而非用来飞行。对于无法飞行的伶盗龙，它们的羽毛可能作为展示物用，或孵蛋时覆盖它们的蛋巢，或是在上坡奔跑时增加速度用。