Fossiles du Jurassique
Anchiornis huxlei est jusqu'à présent le seul fossile de dinobird connu qui ait vécu avant l'Archéoptéryx. Il a été trouvé à Liaoning, en Chine. Les strates remontent au milieu et à la fin du Jurassique, il y a 160 à 155 millions d'années. On trouve également des dinosaures non volants à plumes du Jurassique de la Chine, comme le maniraptoran Epidexipteryx. L'Epidexipteryx est le plus ancien exemple connu de plumes ornementales dans les archives fossiles, il y a environ 152 à 168 millions d'années.
L'Anchiornis avait de grandes ailes, composées de plumes de vol attachées au bras et à la main (comme chez les oiseaux modernes) ainsi que de plumes de vol sur les pattes arrière, formant un arrangement d'ailes avant et arrière. L'aile antérieure de l'Anchiornis était composée de 11 plumes primaires et de 10 plumes secondaires. Les plumes primaires de l'Anchiornis indiquaient une capacité aérodynamique inférieure à celle de ses parents ultérieurs. Chez le Microraptor et l'Archéoptéryx, les plumes les plus longues de l'aile antérieure étaient les plus proches de l'extrémité de l'aile, faisant apparaître les ailes comme longues, étroites et pointues. Cependant, chez l'Anchiornis, les plus longues plumes de l'aile étaient ancrées près du poignet, rendant l'aile plus large au milieu et s'effilant près de l'extrémité pour un profil plus arrondi, moins adapté au vol.
L'animal pouvait donc planer, mais probablement pas voler.
Fossiles du Crétacé
Le vol a permis aux oiseaux d'accéder à de nombreux nouveaux habitats, et un rayonnement adaptatif a eu lieu. Nous voyons les résultats de cette évolution rapide dans les fossiles chinois du Crétacé inférieur, qui sont plus variés, et surtout plus avancés, que l'Archéoptéryx. On compte aujourd'hui 31 genres d'oiseaux différents du Crétacé inférieur de Chine. Il est également clair, d'après les plumes de la queue de Confuciusornis (un des fossiles chinois), que certains de ces oiseaux utilisaient déjà des plumes pour la signalisation et l'affichage, tout comme ils le font aujourd'hui. Tout comme la régulation de la chaleur, l'utilisation des plumes pour l'affichage peut être beaucoup plus précoce que le vol. Confuciusornis est le cinquième plus ancien fossile d'oiseau, environ 25 millions d'années après Archaeopteryx. La plupart des dinosaures se sont éteints lors de l'extinction de K/T, à la fin du Crétacé. Les seuls qui ont survécu sont les oiseaux. Les oiseaux ne sont donc pas seulement les descendants des reptiles, mais aussi ceux des dinosaures théropodes. Les oiseaux sont les derniers dinosaures survivants.
Couleur des plumes
Les pigments préservés dans un oiseau fossile de 120 millions d'années ont été révélés grâce aux rayons X. Une équipe a scanné les fossiles magnifiquement préservés de Gansus yumenensis et de Confuciusornis sanctus. Leur étude, publiée dans la revue Science, a révélé l'empreinte chimique des pigments qui teintaient autrefois les plumes de l'ancien oiseau. Le cuivre, métal à l'état de trace, est un marqueur du pigment sombre qu'est l'eumélanine. "La technique des rayons X était si sensible qu'elle a pu montrer que chaque molécule de cuivre détectée était tirée et écrasée dans une forme particulière parce qu'elle était liée à une molécule d'eumélanine".
Des recherches de ce type ont maintenant été répétées plusieurs fois.