Feathers are some of the most remarkable things ever made by an animal. They are gorgeous in their complexity, delicate in their construction, and yet strong enough to hold a bird thousands of feet in the air. Like all things in nature, feathers evolved over millions of years into their modern form. It could be hard to imagine how this could have happened. After all, what did the intermediate forms look like? What good is half a wing, festooned with half-feathers? Thanks to science, we now know that birds are living dinosaurs. You can see the kinship in their skeletons. Certain dinosaurs share some anatomical details with birds found in no other animals, such as wish bones. And in the late 1990s, paleontologists started digging up some compelling support for that idea: dinosaurs with bits of feathers still preserved on their bodies. Since then, scientists have found dozens of species of dinosaurs with remnants of feathers. Some were as small as pigeons, and some were the size of a school bus. If you look at how they are related on a family tree, the evolution of feathers doesn't seem quite so impossible. The most distant feathered relatives of birds had straight feathers that looked like wires. Then these wires split apart, producing simple branches. In many dinosaur lineages, these simple feathers evolved into more intricate ones, including some that we see today on birds. At the same time, the feathers spread across the bodies of dinosaurs, turning from sparse patches of fuzz into dense plumage, which even extended down to their legs. A few fossils even preserved some of the molecules that give feathers color. They reveal a beautiful range of colors: glossy, dark plumage, reminiscent of crows, alternating strips of black and white, or splashes of bright red. Some dinosaurs had high crests on their heads, and others had long, dramatic tail feathers. Now, none of these dinosaurs could use their feathers to fly - their arms were too short and the rest of their bodies were far too heavy. But, birds don't just use feathers to fly. A woodcock uses feathers to blend in perfectly with its forest backdrop. An ostrich stretches its wings over its nest to shade its young. A peacock displays its magnificent tail feathers to attract peahens. Feathers could have served these functions for dinosaurs too. Exactly how feathered dinosaurs took flight is still a bit of a mystery. But if a small-feathered dinosaur flapped its arms as it ran up an incline, its feathers would have provided extra lift to help it run faster. This accident of physics might have led to the evolution of longer dinosaur arms, which would let them run faster and even leap short distances through the air. Eventually, their arms stretched out into wings. Only then, perhaps 50 million years after the first wiry feathers evolved, did feathers lift those dinosaurs into the sky.
נוצות הם אחד הדברים הכי מופלאים שנוצרו אי פעם על ידי חיה. הם מקסימות במורכבות שלהן, עדינות במבנה שלהן, ועדיין חזקות מספיק כדי להחזיק ציפור מאות מטרים באויר. כמו כל הדברים בטבע, נוצות התפתחו במשך מיליוני שנים לצורה המודרנית שלהן. זה יכול להיות קשה לדמיין איך זה היה יכול לקרות. אחרי הכל, איך נראו צורות הביניים? למה טובה חצי כנף, עטויה בחצאי נוצות? הודות למדע, אנחנו יודעים עכשיו שציפורים הן דינוזארים חיים. אתם יכולים לראות את הדמיון בשלדים שלהם. דינוזאורים מסויימים חולקים כמה פרטים אנטומיים עם ציפורים שלא נמצאים באף חיה אחרת, כמו עצמות עיצה. ובשלהי שנות ה90, פלאונטולוגים התחילו לחפור תמיכה משכנעת לרעיון הזה: דינוזאורים עם נוצות של ציפורים עדיין משומרות על הגוף שלהם. מאז, מדענים מצאו עשרות דוגמאות של דינוזאורים עם שאריות של נוצות. חלקם היו קטנים כיונים, וחלקם היו גדולים כמו אוטובוס. אם תביטו בעץ המשפחה שלהם, האבולוציה של הנוצות לא תיראה כה בלתי אפשרית. לקרובים הרחוקים ביותר של ציפורים היו נוצות ישרות שנראו כמו חוטים. אז החוטים התפצלו, ויצרו ענפים פשוטים. בהרבה שושלות של דינוזאורים, הנוצות הפשוטות האלה התפתחו למורכבות יותר, כולל כמה שאנחנו רואים היום על ציפורים. באותו הזמן, הנוצות התפשטו על גוף הדינוזאורים, והפכו מכתמים דלילים של רכות לפלומה צפופה, שאפילו המשיכה עד לרגליהם. מאובנים מעטים אפילו שמרו על כמה מהמולקולות שנותנות לנוצות צבע. הן חושפות מגוון יפהפה של צבעים: פלומה כהה, בוהקת, מזכירה את זו של העורבים, פסים מתחלפים של שחור ולבן, או כתמים של אדום בוהק. לכמה דינוזאורים היתה ציצית על ראשם, ולאחרים נוצות זנב ארוכות ודרמתיות. עכשיו, אף אחד מהדינוזאורים האלה לא יכול היה להשתמש בנוצות האלה כדי לעוף - הזרועות שלהם היו קצרות מדי ושאר גופם היה הרבה יותר מדי כבד. אבל ציפורים משתמשות בנוצות לא רק כדי לעוף. חרטומן יערות משתמש בנוצות כדי להיטמע באופן מושלם בנוף היער. יען מותחת את כנפיה מעל הקן כדי להצל על הגוזלים. טווס מציג את נוצות זנבו המרהיבות כדי למשוך את הנקבות. נוצות יכלו לשמש את המטרות האלו גם לדינוזאורים. איך בדיוק המריאו דינוזאורים עם נוצות - זו עדיין תעלומה. אבל אם דינוזאור עם נוצות קטנות נפנף בזרועותיו בזמן שרץ בעליה, נוצותיו היו מספקות כוח עילוי נוסף כדי לעזור לו לרוץ מהר יותר. תאונת הפיסיקה הזו אולי הובילה להתפתחות של זרועות ארוכות יותר של דינוזאורים, מה שהיה מאפשר להם לרוץ מהר יותר ואפילו לזנק לטווחים קצרים באויר. בסופו של דבר, הזרועות שלהם התארכו לכנפיים. רק אז, אולי לפני 50 מיליון שנה אחרי שהנוצות החוטיות הראשונות התפתחו, הרימו הנוצות את הדינוזאורים האלה לשמיים.