Môi trường tự nhiên gồm nhiều cỗ máy phức tạp và các nguồn gốc sự sống phức tạp trải qua tiến hóa qua hàng triệu năm mới có được hình dạng như hiện tại. Mặc dù có một số người nhận ra nguồn cảm hứng tuyệt vời từ chúng nhưng phần lớn mọi người đều coi đó là những thứ tồn tại hàng ngày và ban đầu đã có hình dạng như vậy. Điều này là không đúng, hầu hết mọi đặc tính của cuộc sống xung quanh chúng ta đều có một "khởi đầu rất khiêm tốn" – đặt trong những điều kiện bình thường – sự bắt đầu của một quá trình dài hàng triệu năm được chọn lọc từ thiên nhiên.
Sự tiến hóa của Rahonavis - loài khủng long có lông vũ sống ở mặt đất. Một số nhà nghiên cứu cho rằng chúng đã được trang bị đầy đủ các bộ phận để có thể bay được.
Được cho là một trong những loài động vật tiến hóa sớm nhất, những con chim đầu tiên có đặc điểm và đặc trưng giống với loài chim hiện đại. Ban đầu, chúng được biết đến như "tổ tiên" của những loài chim hiện đại có tên gọi là Archaeopteryx tiến hóa cách đây 150 triệu năm trước, hiện giờ đang sống ở phía Nam nước Đức.
So sánh túi khí của loài Majungasaurus và loài chim (vịt). Nguồn Wikipedia Public Domain
Tuy nhiên, các nhà khoa học và nhà cổ vật sinh học đã xếp những con chim này vào loài chim có khả năng thực hiện các chuyến bay phức tạp và sử dụng khí động lực. Ở đó còn thiếu bằng chứng cụ thể cho thấy: "Thực tế các sinh vật này đã bay qua những đám mây và bay trên đầu của loài khủng long". Một dự án gần đây đã giúp các nhà nghiên cứu tìm hiểu sâu hơn về sự tiến hóa của các loài chim, đặc biệt là ở giai đoạn đầu tiên. Hệ gien của 45 loài chim hiện đại được sắp xếp theo đúng trình được để có thể tìm ra được hình dạng tiến hóa sớm nhất, phác họa một bức tranh chi tiết "sơ đồ cây về sự sống" của các loài chim. Dự án này không chỉ giúp các nhà khoa học hiểu rõ về các giai đoạn tiến hóa của loài chim mà còn biết thêm về nguồn gốc hình thành của những bộ lông, cơ chế bay và các biến đổi cơ khác là chứng minh quan trọng để chúng có thể bay tự do.
Sự phát triển của các động tác bay trong một cuốn sách từ năm 1922 Tetrapteryx, Archaeopteryx, giai đoạn Hypothetical, Chim hiện đại. Nguồn Wikipedia Public Domain
Dự án cũng đã xác định được giai đoạn "bùng nổ" trong sự tiến hóa của các loài chim từ 10 đến 15 triệu năm sau khi loài khủng long tuyệt chủng ở 66 triệu năm trước. Khoảng thời gian đó vẫn còn gần 10.000 hoặc hơn các loài chim đã tiến hóa còn sống sót và sống đến tận ngày nay.
Nghiên cứu đã phân tích bộ phận cánh 125 triệu năm tuổi được tìm thấy ở Tây Ba Nha, cho thấy nó là của một loài chim nhỏ xíu, có sự sắp xếp phức tạp của các cơ, xương đòn và lông để có thể bay được. Điều này có nghĩa rằng loài chim đã bay lượn trên bầu trời, bay qua đầu khủng long từ rất lâu rồi.
Các bộ phận của lông. Nguồn Wikipedia Public Domain
Hai con chim Lội hóa thạch được tìm thấy ở tỉnh Hà Bắc nằm phía đông bắc Trung Quốc, được xác định là 130 triệu năm tuổi. Chúng mang các đặc điểm giống với những loài chim hiện đại như: xương hoàn toàn khớp với đầu cánh và lông đuôi. Cặp chim lội tìm ra này được đặt tên bởi nhà cổ sinh vật học Archaeornithura meemannae, đã mang nghiên cứu trở lại thời kỳ tiến hóa sớm nhất của loài chim - ít nhất khoảng 5 triệu năm trước.