وقتی اولین بار این فسیل‌های مارپیچ کشف شدند، هیچ کس باور نمی‌کرد که این‌ها در واقع آروارۀ یک نوع جانور غول‌پیکر دریایی باشند؛ در طول بیش از یک قرن، نظریات دانشمندان دربارۀ شکل هلیکوپریون تغییرات زیادی کرد تا بالاخره شکل نهایی آن مشخص شد: جانوری با یک ارۀ مارپیچ در دهانش!
سال ۱۸۸۶، دیرین‌شناس انگلیسی هِنری وودوارد فسیل عجیبی از استرالیای غربی را کشف و توصیف کرد. وودوارد باور داشت این فسیل منحنی و دندانه‌دار نشان‌دهنده‌ی یک «خار ماهی» شبیه به نمونه‌هایی از گونه‌ی Edestus vorax است که سه دهه قبل از آن در آمریکای شمالی کشف شده بود.
به گزارش فرادید، اما ماهیت واقعی فسیل بعداً در سال ۱۸۹۹ آشکار شد، زمانی که الکساندر کارپینسکی زمین‌شناس نمونه کامل‌تری را در کوه‌های اورال در غرب روسیه کشف کرد. کارپینسکی به درستی این نمونه را مجموعه‌ای عجیب از دندان‌های متعلق به یک کوسه باستانی شناسایی کرد و آن را هلیکوپریون یا کوسه «اره مارپیچ» نامید.
همانطور که از نام آن پیداست، دندان‌های عجیب و غریب هلیکوپریون شبیه یک ارّه مدور مدرن است. شکل مارپیچی ریشه دندان که به «مارپیچ دندان» (یا چرخ دندان) معروف است، ویژگی منحصر به فردی است که در هیچ حیوان دیگری یافت نمی‌شود. مارپیچ‌های بزرگ دندان می‌توانند بیش از ۵۰ سانتی‌متر طول و بیش از ۱۵۰ دندان داشته باشند و این ویژگی‌ها، ظاهر ترسناکی به آنها می‌دهد.
با توجه به شرایط منحصر به فرد آنها و فقدان نظیر‌های امروزی، دیرین‌شناسان همیشه این پرسش را مطرح کرده‌اند که چگونه هلیکوپریون از این ابزار عجیب و غریب استفاده میکرده است.
اما پیش از اینکه محققان بتوانند نحوه استفاده هلیکوپریون از حلقه‌های دندانی‌اش را حل کنند، باید بفهمند این حلقه‌ها کجا قرار دارند.
چالش دیرین‌شناسان این است که اسکلت هلیکوپریون از غضروف ساخته شده است. غضروف بر خلاف استخوان، به ندرت در آثار فسیلی حفظ می‌شود، به این معنا که تمام حدسیات درباره‌ی ظاهر هلیکوپریون تنها بر اساس مارپیچ دندان‌ها است. کارپینسکی ابتدا تصور می‌کرد مارپیچ‌ها در نوک دهان به سمت بالا خم شدند. سال ۱۹۰۰ دیرین‌شناس آمریکایی، چارلز ایستمن نظریه‌ی دیگری را مطرح کرد، مبنی بر این که ممکن است این مارپیچ‌ها نمایانگر نخاع باشند که در امتداد پشت هلیکوپریون وجود دارد.
نظرات ایستمن از سوی بسیاری از جمله کارپینسکی پذیرفته شد. بسیاری از تصاویر در آغاز قرن بیستم، مارپیچ‌هایی را روی باله پشتی یا لوب بالایی باله دمی (دم) نشان می‌دادند. شاید این تصورات عجیب به نظر برسند، اما آناتومی کوسه به دیرین‌شناسان دلایل منطقی برای فکر کردن این فرضیات داد. بدن کوسه پوشیده از هزاران برجستگی رویهم‌افتاده به نام فلس‌های پلاکوئید است که دندان‌های کوسه از آنها نشات گرفته‌اند. با توجه به این موضوع، غیرمنطقی نیست اگر دیرین‌شناسان تصور کرده باشند کوسه‌های بدوی مانند هلیکوپریون ۲۷۰ میلیون‌ساله می‌توانستند ویژگی‌های پوستی عجیب در مکان‌های مختلف بدن‌شان داشته باشند.
در دهه‌های پس از ایستمن و کارپینسکی، نمونه‌های بیشتری کشف شد که درک ما را از هلیکوپریون بالا برد. اگرچه بحث‌ها ادامه یافت، توافق عامی حاصل شد مبنی بر اینکه مارپیچ‌های دندان بخشی از فک پایینی هستند. مطالعه‌ای که سال ۲۰۰۹ توسط اولگ لِبِدِف انجام شد، تصویر واضح‌تری ارائه کرد که نشان می‌داد مارپیچ دندان در انتهای فک کشیده پایینی است و در فک بالایی شکافی وجود دارد که متناسب با مارپیچ است. این تصویر به تصور واقعی هلیکوپریون نزدیک‌تر بود، تا اینکه سال ۲۰۱۳ ظاهر هلیکوپریون فاش شد.
سال ۱۹۵۰، دیرین‌شناسانی که در معادن فسفر در آیداهو، ایالات متحده کار می‌کردند، یک نمونه منحصر به فرد از هلیکوپریون را با غضروف کنار مارپیچ دندان کشف کردند. در حالی که وجود غضروف در توضیحات فسیل در سال ۱۹۶۶ ذکر شده بود، تصور می‌شد ماهیت خردشده نمونه، تجزیه و تحلیل بیشتر را غیرممکن می‌کند.
این موضوع تا سال ۲۰۱۳ ادامه داشت، تا اینکه فناوری مدرن تصویربرداری CT به محققان اجازه داد این فسیل را بررسی کنند. این تیم به رهبری لیف تاپانیلا از دانشگاه ایالتی آیداهو دریافتند مارپیچ دندان کل فک پایین هلیکوپریون را در برمی‌گیرد و فک پایین کشیده نیست. نتیجه‌گیری‌های لبدف در مورد فک بالا درست بود، زیرا تیم تاپانیلا دریافت فک بالا فاقد دندان است.
تکان‌دهنده‌ترین نتیجه‌ی مطالعه این بود که هلیکوپریون یک کوسه نیست! در عوض، برخی ویژگی‌های غضروف نشان داد هلیکوپریون بخشی از هولوسفالی است، خانواده‌ای که شامل کیمر‌ها و موش‌ماهی‌های باقیمانده می‌شود. در حالی که آنها بخشی از Chondrichthyes هستند، راسته‌ای که شامل کوسه‌ها و پرتوماهی‌ها می‌شود، هولوسفالان‌ها بیش از ۴۰۰ میلیون سال پیش از عموزاده‌های غضروفی خود جدا شدند. برای درک این موضوع، خزندگان و پستانداران تقریباً ۱۰۰ میلیون سال پس از جدایی هلیکوپریون و خویشاوندانش از کوسه‌ها، از یکدیگر جدا شدند!
اما یک پرسش هنوز بی‌پاسخ مانده است: هلیکوپریون چگونه از فک‌هایش استفاده می‌کرد؟ بر اساس توصیفات اولیه، مارپیچ‌های متعدد دندان، همزمان برای خرد کردن آمونیت‌های سخت‌پوست کار می‌کنند، اما این فرض در مدل ۲۰۱۳ تک مارپیچ غیرممکن به نظر می‌رسد. در عوض، دیرین‌شناسان اکنون بر این باورند که هلیکوپریون از آرواره‌هایش برای بریدن طعمه‌های نرم مانند ماهی مرکب استفاده میکرده است. به این ترتیب، مارپیچ‌های دندانی مانند تیغ برش پیتزای ماقبل تاریخ عمل می‌کردند و به راحتی طعمه‌های آبزی را برش می‌دادند و بقایای آنها را به پشت دهان می‌کشیدند.
روشن نیست چرا هلیکوپریون چنین ویژگی عجیبی داشته است، اما این ویژگی به نفع هلیکوپریون عمل میکرده است. فسیل‌های هلیکوپریون در سرتاسر جهان یافت می‌شوند و طول آنها به بیش از ۶ متر می‌رسد که از میانگین کوسه سفید بزرگ بیشتر است! هلیکوپریون اواسط دورۀ پرمین ناپدید شد، اما میراث آن هزاران سال پس از او در سنگ باقی ماند تا دیرین‌شناسان آناتومی عجیب آن را رمزگشایی کنند.
