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.
ขนนกเป็นหนึ่งในสิ่งไม่ธรรมดาต่างๆ ที่สัตว์สร้างขึ้น ทั้งสวยงาม และซับซ้อน โครงสร้างบอบบาง แต่ก็แข็งแรงพอที่จะทำให้นกบินได้ สูงหลายพันฟุต เช่นเดียวกับสิ่งต่างๆในธรรมชาติ ขนนกมีวิวัฒนาการมาหลายล้านปี จนกลายมาเป็นรูปแบบที่เราเห็นอยู่ในปัจจุบันนี้ มันอาจจะจินตนาการได้ยาก ว่ามันพัฒนามาได้อย่างไร ยิ่งไปกว่านั้น รูปร่างตอนที่ยังไม่สมบูรณ์ มีหน้าตาเป็นอย่างไร ปีกครึ่งๆกลางๆ จะใช้ทำอะไรได้ มีขนไม่ครบรึเปล่า? ขอบคุณวิทยาศาสตร์ ที่ทำให้เรารู้ว่านก ก็คือไดโนเสาร์ที่ยังมีชีวิตอยู่ เราเห็นความคล้ายคลึงกันในโครงกระดูกของพวกมัน ไดโนเสาร์บางชนิดมีลักษณะกายวิภาค ที่มีรายละเอียดคล้ายกับนก ซึ่งไม่พบในสัตว์ชนิดอื่นเลย เช่นกระดูกสองง่าม และในช่วงปลายทศวรรษที่ 1990 ผู้ศึกษาซากดึกดำบรรพ ก็เริ่มขุดค้นพบ หลักฐานที่มารองรับข้อสันนิษฐานนั้น ไดโนเสาร์ที่มีขนนก ยังติดอยู่ที่ตัวของมัน ตั้งแต่นั้นเป็นต้นมา หลักฐานทางวิทยาศาสตร์ เกี่ยวกับไดโนเสาร์อีกมากกว่าสิบสองสายพันธุ์ ที่มีซากคล้ายขนนก บางตัวก็เล็กพอๆกับนกพิราบ และบางตัวก็มีขนาดเท่ากับรถโรงเรียน ถ้าเรามองดูว่า พวกมันเกี่ยวข้องกันอย่างไร ตามสาแหรกวงศ์ตระกูล วิวัฒนาการของขนนก อาจจะไม่ใช่เรื่องที่เป็นไปไม่ได้เลย แม้แต่ญาติที่ห่างที่สุดกับสัตว์ตระกูลนก ก็มีเส้นขนตรงๆ ที่ดูเหมือนลวด แล้วเส้นลวดพวกนี้ก็เริ่มแตกออก กลายเป็นกิ่งก้าน ในสายพันธุ์ไดโนเสาร์หลายสาย ขนนกแบบง่ายๆ นี้ได้วิวัฒนาการขึ้น อันที่บอบบางกว่า รวมทั้งบางอันที่เรายังสามารถพบได้ ในนกทุกวันนี้ ในขณะเดียวกัน ขนนกที่แพร่กระจายไปทั่วร่างกายของไดโนเสาร์ แล้วเปลี่ยนจากขนนกหรอมแหรม มากลายเป็นฝอย และกลายเป็นขนนกฟูๆ ซึ่งแผ่กระจายลงไปถึงขาของพวกมัน ซากดึกดำบรรพยังสามารถเก็บรักษาโมเลกุลบางส่วน ที่ทำให้ขนนกเหล่านั้นมีสี แสดงให้เห็นว่ามีสีสันสวยงามหลากหลายเฉด ทั้งเป็นมันเงา เป็นสีเข้ม แบบเดียวกับที่ ปรากฏอยู่ในขนของอีกา ขนนกที่เป็นสีขาวและดำสลับกัน หรือสีแดงสดใส ไดโนเสาร์บางชนิดมีหงอนสูงอยู่บนหัว บางชนิดมีขนหางยาวเป็นพิเศษ แต่ ไม่มีไดโนเสาร์ประเภทใดเลย ที่สามารถใช้ขนของพวกมันในการบินได้ แขนของพวกมันสั้นเกินไป และร่างกายส่วนที่เหลือก็มีน้ำหนักมากเกินไป แต่พวกนกเองก็ไม่ได้ใช้ขนของพวกมันในการบิน นกซ่อมใช้ขนในการพรางตัว เข้ากับป่ารอบตัว นกกระจอกเทศยืดปีกปกคลุมเหนือรัง เพื่อบังร่มให้ลูกน้อยของมัน นกยูงรำแพนแพนหางที่สวยงามของมัน เพื่อดึงดูดนกยูงตัวเมีย ขนนกอาจทำหน้าที่เหล่านี้ ในไดโนเสาร์เหล่านั้นด้วย การที่ไดโนเสาร์ที่มีขนเหล่านั้น บินได้อย่างไร ก็ยังคงเป็นปริศนา แต่ถ้าไดโนเสาร์ขนาดเล็ก ที่มีขนนกปกคลุม เริ่มตีปีก แล้ววิ่งไปในแนวตรง ขนที่ปีกของมันก็น่าจะช่วยให้เกิดแรงยกเพิ่มขึ้น หรือช่วยให้มันวิ่งได้เร็วขึ้น อุบัติเหตุทางฟิสิกส์แบบนี้ อาจทำให้เกิด วิวัฒนาการของแขนที่ยาวขึ้นในหมู่ไดโนเสาร์ ซึ่งจะยิ่งช่วยให้มันวิ่งได้เร็วยิ่งขึ้น หรือยังอาจจะทำให้มันสามารถโผไปได้ในอากาศ เป็นช่วงสั้นๆ และในที่สุด แขนของพวกมันก็คงจะยืดออก จนกลายเป็นปีก เมื่อเป็นเช่นนั้น ซึ่งอาจจะเป็นช่วงเวลากว่า 50 ล้านปี หลังจากที่เส้นขนเส้นแรกได้วิวัฒนาการขึ้น กว่าที่เส้นขนเหล่านั้น จะช่วยให้ไดโนเสาร์สามารถ บินได้บนท้องฟ้า