蝙蝠有一千多種，它們的尺寸從幾釐米的豬鼻蝙蝠到巨大的、1.5公斤重的金冠飛狐不等。不論大小，好像人們對此物種都不是很喜歡，一方面可能是因為其醜陋的外表，另一方面是被認為是導致人畜共患疾病傳播到人類身上的罪魁禍首（畢竟將它們稱之為病毒的集合體也不為過）。但是，這種恐懼無法掩蓋了這樣一個事實，即蝙蝠是唯一進化出動力飛行的哺乳動物，而且它們已經飄蕩了數千萬年。那麼，這些飛行怪胎是從哪裡來的呢？
蝙蝠在大約5000萬年前的始新世時期突然出現在化石記錄中。 古生物學家已經在許多地方找到了從牙齒和顎骨到令人驚嘆的完整骨骼的殘骸。
最古老的蝙蝠與其現代的近親有一些不同。例如，根據保存較好的標本的耳朵進行解剖，科學家知道第一批蝙蝠無法回聲定位，它們依靠視覺、嗅覺和觸覺來尋找食物。雖然現代蝙蝠的爪子只有我們拇指的長度，但早期的蝙蝠卻保留了一些從祖先那裡繼承來的額外的爪子。一種可追溯到大約5200萬年前的化石蝙蝠，Onychonycteris finneryi，它的五個手指上都有爪子。新技術也為早期的蝙蝠故事增添了一些細節。最近一項對化石記錄中顏色的研究發現，在德國發現的2隻4800萬年前的蝙蝠大部分是棕色的。
儘管取得了這些進展，但科學家們仍然面臨一些重大問題。一方面：5000萬年前的蝙蝠標本雖然已經可以被肉眼認作為蝙蝠，那麼它們是從哪裡來的呢？第一批蝙蝠何時、何地、為何以及如何升空，是另一個被時間深深埋藏的謎團。
這些難題對古生物學家來說很熟悉。多年來，解剖學家和動物學家對鯨魚的起源感到困惑。然後，在20世紀末，大量的化石發現為有蹄類陸生哺乳動物如何成為海洋中最大的遊泳者提供了詳細的輪廓。鳥類也出現了類似的問題，它們起源於一個未知的爬行動物祖先，一直困擾著專家們，直到一些關於「可怕的蜥蜴」的新想法和驚人的化石發現證明鳥類是活恐龍。直到最近，海龜還出現了一個與蝙蝠相似的奇怪案例，有殼爬行動物似乎在化石記錄中不知從何處出現。在過去的二十年裡，專家們發現了新的過渡海龜物種，並修正了他們對已知物種的看法，以解釋海龜是如何獲得殼的。
這些令人費解的古生物學例子都涉及到動物生活方式的重大變化。鯨魚從陸地移到海洋，鳥類開始是陸生恐龍，然後飛到空中，而海龜則是陸生爬行動物，開始在地下挖洞。蝙蝠跟隨潮流，無疑是從陸生哺乳動物祖先開始的。問題是在哪裡可以找到早期蝙蝠過渡的例子，這中間，缺少了一千萬年的記錄。根據去年公布的蝙蝠化石記錄的評估，可能有幾個因素在起作用。
以前有人認為早期蝙蝠可能主要生活在森林環境中，這些環境沒有很好的保存潛力。調查也發現，生活在森林和叢林中的現代蝙蝠的化石記錄基本上是不完整的，可能也是出於同樣的原因。現代科學家最了解的蝙蝠往往生活在能夠完整保存掩埋了這些小型哺乳動物的地方，例如湖泊周圍以及被稱為「lagerstatten」的礦床類型地質。了解蝙蝠首次出現的時間、它們是如何進化成飛行的，唯一的方法就是從5000萬年到6600萬年的巖石中找到更多這些特殊的地點。
目前對早期原始蝙蝠的記錄沒有多少線索。以Onychonycteris finneryi為例，它是已知最古老的蝙蝠之一，具有一些最完整的遺骸。雖然這種哺乳動物的四肢比例和手指上的爪子更為原始，但它仍然是一隻蝙蝠。最接近了解這種動物的是觀察活的鼠尾蝙蝠，這是一種結合了飛舞和滑行在空中移動的蝙蝠。
蝙蝠是哺乳動物，所以最早的蝙蝠肯定是毛茸茸的。根據Onychonycteris等發現，有理由認為蝙蝠在動力飛行前經歷過滑翔階段，而第一批蝙蝠可能是食蟲動物。但沒有一個相對完整的化石來填補這一空白。
在專家們尋找相關化石的同時，其他哺乳動物可能會提供一個粗略的預測。蝙蝠是唯一進化出動力撲翼飛行的哺乳動物，但其他哺乳動物物種，從飛行松鼠到狐猴，也可以在空氣中展開膜滑翔。最早的蝙蝠可能是沿著類似的路線進化而來的，有一些額外的皮膚可以讓它們從一棵樹移動到另一棵樹。
關於現存化石的新信息支持了最早的蝙蝠在樹上跳躍的觀點。2013年，在一年一度的脊椎動物古生物學會會議上一項研究報告，指出一些最早的蝙蝠後肢向一側彎曲，而不是直接在身體下方對齊。這種安排更符合攀巖面和樹木，而不是在地面上行走。尋找更多的樹生動物將有助於連接化石點。
至少古生物學家知道該調查的時間範圍。已知的一些最古老的蝙蝠並不是單一的物種，而是由多種物種組成的蝙蝠群落。這意味著，蝙蝠在5000萬年前就已經開始多樣化，它們的祖先年齡也要大得多——可能是在6600萬年前，滅絕非鳥類恐龍的滅絕之後才出現的。當一群奇怪的哺乳動物開始飛翔時，在那段時間的巖石中將會發現原始蝙蝠。
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