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.
Penas são uma das coisas mais extraordinárias já criadas por um animal. Elas são deslumbrantes em sua complexidade, delicadas na estrutura, e ainda assim, fortes o bastante para sustentar um pássaro a milhares de metros no ar. Como todas as coisas na natureza, as penas evoluíram por milhões de anos até sua forma atual. Pode ser dífícil imaginar como isso poderia ter acontecido. Afinal, como eram as formas intermediárias? Para que serve meia asa, enfeitada com meias penas? Graças à ciência, agora sabemos que os pássaros são dinossauros vivos. Você pode ver o parentesco nos esqueletos. Certos dinossauros compartilham alguns detalhes anatômicos com pássaros, que não são encontrados em outros animais, como a fúrcula. E no final da década de 1990, os paleontologistas começaram a retirar algumas amostras convincentes para essa ideia: dinossauros com algumas penas ainda preservadas em seus corpos. Desde então, os cientistas encontraram dezenas de espécies de dinossauros com restos de penas. Alguns eram tão pequenos quanto pombos, e outros eram do tamanho de um ônibus escolar. Se você observa como eles estão relacionados em uma árvore genealógica, a evolução das penas não parece tão impossível. O parente emplumado mais distante dos pássaros tinha penas retas que pareciam arames. Então esses fios se separaram, produzindo ramificações simples. Em muitas linhagens de dinossauros, essas penas simples evoluíram para outras mais intrincadas, incluindo algumas que vemos em pássaros hoje. Ao mesmo tempo, as penas se espalharam pelo corpo dos dinossauros, transformando-se de escassas porções de lanugem em densa plumagem, que se estendia até suas pernas. Uns poucos fósseis até mesmo preservam algumas das moléculas que dão cor às penas. Elas revelam uma linda variedade de cores: plumagem escura e brilhante, que lembra os corvos, alternado listras de preto e branco, ou salpicos de vermelho vivo. Alguns dinossauros tinham cristas altas na cabeça, e outros tinham longas e pomposas caudas de penas. Bem, nenhum desses dinossauros pôde usar suas penas para voar -- os braços eram muito curtos e o restante do corpo, excessivamente pesado. Mas, os pássaros não usam as penas apenas para voar. Uma galinhola usa suas penas para mesclar-se perfeitamente com o pano de fundo da floresta. Uma avestruz estica suas asas sobre o ninho para fazer sombra para seus filhotes. Um pavão exibe sua magnífica cauda de penas para atrair pavoas. As penas podem ter tido essas funções para os dinossauros também. Exatamente como dinossauros emplumados levantaram voo é ainda um mistério. Mas, se um pequeno dinossauro com penas batesse os braços enquanto subia uma rampa, as penas teriam fornecido um empuxo extra para ajudá-lo a correr mais rápido. Esse acaso da física pode ter resultado na evolução de braços mais longos nos dinossauros, o que lhes permitiria correr mais rápido e até mesmo saltar distâncias curtas. Finalmente, os braços se esticaram em asas. Somente então, talvez 50 milhões de anos depois que as primeiras penas arame evoluíram, as penas alçaram aqueles dinossauros ao céu.