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Era obviamente un cocodrilo acuatico, pues ha sido hallado en mares donde también se han encontrado restos de dinosaurios. Debe de haber compartido el continente norteamericano con dinosaurios carnívoros, tales como los ágiles coelurosaurios bípedos, por ejemplo el Megapnosaurus y con los recién evolucionados carnosaurios. El cráneo de Protosuchus se parecía más al de un cocodrilo que el de los más primitivos esfenosuquios. Las cortas mandíbulas se ensanchaban en la base del hocico, hacia un área bastante amplia en la parte posterior del cráneo. Sobre esta amplia superficie tenían sus puntos de fijación los músculos de las mandíbulas, lo cual aumentaba la capacidad de apertura de la boca y la fuerza con que el animal podía cerrarla.Entre los afilados dientes, había dos largas piezas semejantes a caninos en la parte frontal del maxilar inferior, que encajaban en dos muescas del maxilar superior cuando el animal cerraba la boca.Esta disposición dentaria es característica de los cocodrilos modernos. También los caimanes tienen caninos inferiores, pero no encajan en muescas, sino en alveolos óseos del maxilar superior.

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