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.
Le piume sono una delle caratteristiche piú interessanti di tutto il mondo animale. Sono meravigliose nella loro complessità, delicate nella struttura, ma comunque abbastanza robuste da sostenere un uccello in volo a centinaia di metri. Come tutte le cose in natura, le piume si sono evolute per milioni di anni fino a raggiungere la forma attuale. È difficile immaginare come possa essere successo. Come potevano apparire le forme intermedie? Che vantaggio c'è ad avere un'ala incompleta con piume incomplete? Grazie alla scienza, sappiamo oggi che gli uccelli sono dinosauri viventi. Si può osservare questa parentela osservando i loro scheletri. Alcuni dinosauri condividono dettagli anatomici con gli uccelli assenti in altri animali, come la forcella. E sul finire degli anni '90, i paleontologi sono riusciti scavando a rinvenire notevoli evidenze a supporto di questa idea: dinosauri con frammenti di piume ancora conservati sui loro corpi. Da allora gli scienziati hanno scoperto dozzine di specie di dinosauri con resti di piume. Alcuni erano piccoli come piccioni, altri grandi come uno scuolabus. Se consideriamo le loro relazioni rappresentate su un albero filogenetico l'evoluzione delle piume non sembra poi così impossibile. I parenti pennuti piú lontani degli uccelli avevano piume lisce che somigliavano a fili. Poi questi fili si sono separati, formando ramificazioni semplici. In molte linee di dinosauri, queste piume semplici si sono evolute in piume piú intricate, incluse alcune di quelle che vediamo oggi negli uccelli. Nello stesso tempo, le piume si sono diffuse sul corpo dei dinosauri trasformandosi da chiazze sparse in un piumaggio diffuso, che si estendeva anche sulle zampe. Alcuni fossili hanno anche conservato le molecole che colorano le piume. Rivelano belle sfumature di colore : piumaggio scuro e lucido, che ricorda i corvi, striscie alternate bianche e nere, o macchie rosso vivo. Alcuni dinosauri avevano lunghe creste sul capo, e altri lunghe, scenografiche code. Nessuno di questi dinosauri usava queste piume per il volo - gli arti superiori erano troppo corti e il resto del corpo era troppo pesante. Ma gli uccelli non usano le piume solo per volare. Una beccaccia usa le piume per mimetizzarsi perfettamente nella foresta. Uno struzzo dispone le ali sopra il nido per fare ombra ai piccoli. Un pavone mette in mostra le sue magnifiche piume della coda per attrarre la femmina. Le piume potrebbero aver svolto le stesse funzioni anche nei dinosauri. Come esattamente i dinosauri presero il volo é ancora un mistero. Ma se un piccolo dinosauro con le penne allargó le zampe anteriori mentre correva inclinato, le sue piume potrebbero aver fornito extra portanza per farlo correre più veloce. Questo fenomeno fisico potrebbe aver portato all'evoluzione di arti superiori piú lunghi, utili per correre piú velocemente e anche fare brevi balzi nell'aria. Alla fine le zampe si sono trasformate in ali. Solo allora, forse 50 milioni di anni dopo la loro prima comparsa, quelle stesse piume hanno consentito ai dinosauri di volare.