始祖鸟的古生物学
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印石板始祖鸟的模型。始祖鸟的标本最值得注意的是它那已发展的飞羽。它们是不对称的及有着现今鸟类飞羽的结构，翼片由羽支—小羽枝—羽纤支的排列来提供平衡。尾巴羽毛则较小不对称，且与现今鸟类相似及有着坚固的翼片。拇指却没有的小翼羽。
始祖鸟的体羽并没有很多资料，而当中只有柏林标本曾被适当的研究。由于涉及多个物种，只有柏林标本的研究则并不能完全代表所有始祖鸟的品种。柏林标本在脚上有已发展的羽毛，这些羽毛只显示了基本的轮廓，而有些则已被分解了（就像平胸总目缺乏羽纤支），依部份而言是坚实的及可以支撑飞行。
其背部有一缀正羽，与现今鸟类体羽的正羽一样成对称及坚实，却不及与飞行有关的羽毛硬。除此之外，柏林标本的羽毛就像中华龙鸟的一样，出现分解及绒毛现象，而其在生时较似毛皮多于羽毛（在显微镜下的结构并不是）。在身体的其他部份（只限于保存下来及没有重组的部份），及低颈部亦出现同样情况。
始祖鸟在上颈部及头部并没有显示有羽毛。虽然这可能以为它的头部是裸的，就像其近亲的长有羽毛的恐龙一样，但是这可能是因保存时所造成的。大部份始祖鸟标本都是在经过一些时间在海面上漂浮而嵌入在缺氧的泥沙中，它的头颈部及尾巴一般都是长下倾。当嵌入后开始腐化时，筋腱及肌肉已经放松形成了化石标本的形状。即是皮肤已经软化及松开，有些标本的飞羽在嵌入开始时已经分开。所以有假说指标本在浅水处沿海床移动一些时间才被埋葬，头部及上颈部羽毛脱落，而较坚实的尾巴羽毛则仍然保存。 借助于复杂的化学分析，英国曼彻斯特大学的一组专家揭示了始祖鸟羽毛的秘密。根据他们绘制的迄今为止最为清晰的始祖鸟羽毛图像，始祖鸟的羽毛呈浅色，而非此前认为的全黑。
曼彻斯特大学进行的研究是第一次完整的始祖鸟羽毛化学分析。分析结果显示始祖鸟羽毛的颜色与此前认为的截然不同。科学家此前一直认为始祖鸟的羽毛完全呈黑色，根据这项新研究，始祖鸟的羽毛颜色呈浅色，边缘和端点呈黑色。始祖鸟是一种著名远古动物，将恐龙与鸟类联系在一起。
此项X射线研究由曼彻斯特大学的一支研究小组与美国能源部SLAC国家加速器实验室的同行合作进行。在对距今1.5亿年前的始祖鸟化石进行分析时，科学家发现了最初的化学痕迹以及羽毛色素的痕迹。研究论文主执笔人、曼彻斯特大学古生物学家菲尔-曼宁博士表示：“在了解羽毛进化和羽毛保存的道路上，我们向前迈出了重要一步。”研究论文刊登在6月13日出版的英国皇家化学学会《原子光谱分析杂志》上。 如现今鸟类的翅膀，始祖鸟的飞羽是高度的不对称，而尾巴羽毛是较为阔的。这显示翅膀及尾巴是用来产生升力。始祖鸟究竟是纯粹的滑翔或是能够鼓翼而飞则是未可知的。在缺乏胸骨的情况下，可见始祖鸟并非强壮的飞行者，但飞行肌肉可能是连于厚及飞去来器状的叉骨、板状的鸟喙骨、或是软骨质的胸板。而肩胛骨、鸟喙骨及肱骨之间关节窝的向旁侧定位（并非现今鸟类背部起角的排列），可见始祖鸟并不能将翅膀提升至背后，而未能达至鼓翼上升的要求。因此，它似乎并不能如现今鸟类般鼓翼飞行，但它可能利用向下鼓翼滑翔的技巧。
始祖鸟翅膀是相对的大，造成较低的失速空速及缩小了的转弯半径。短及圆的翅膀形状会增加拖曳力，但却会改良了始祖鸟在杂乱的环境下（如树林及丛林）飞行，而相似的翅膀形状可以在穿越树林及丛林的鸟类，如乌鸦及雉鸡中发现。脚部不对称的飞羽（像小盗龙的）就仿佛是一对尾翼，可以帮助增加空中运动性。首个就尾翼作出研究指其结构形成总翼剖面的12%。虽然这些尾翼支撑飞行的能力的程度并不清楚，但这可以额外分别减少失速空速及转弯半径达6%及12%。
于2004年，科学家就替始祖鸟的脑壳进行详尽的X射线断层成像分析，总结了它的脑部比大部份恐龙都要明显的大，显示它有着足够的脑部大小进行飞行。整体脑部构造亦由断层成像进行重组。重组显示涉及视觉的区域占接近脑部的三分一。其他的区域则是关于听觉及肌肉控制。头颅骨成象亦发现内耳的结构。这个结构与现今鸟类的内耳结构较爬虫类的更为相似。这些特征综合起来指始祖鸟有飞行所需的敏锐听觉、平衡、空间感及*能力。
始祖鸟在讨论有关鸟类起源及演化上仍然占有重要的地位。一些科学家视它为半攀树动物，这是因鸟类是由树上居住的动物演化而来的观念（即奥塞内尔·查利斯·马什（O.C. Marsh）所建议的“飞行是因树木倒下演化而来”的假说）。其他科学家则视始祖鸟为在地上快跑的动物，它是因认为鸟类是由奔跑演化成飞行（即赛缪尔·威利斯顿（Samuel Wendell Williston）建议的由陆地而上的假说）。仍有其他的建议始祖鸟可能是同时住在树上及陆地上，就像现今的乌鸦，而这个建议是在形态学上最为受到支持的。综合来说，始祖鸟是一种并非专门在陆地上奔跑或暂住的动物。考虑已知有关飞行的形态，始祖鸟被认为主要是利用翅膀来逃避捕猎者，如在浅水面上滑行到达安全的地方，或是由峭壁或树梢俯冲至更远的地方等。
已知兽脚亚目有几个血*立地演化成羽毛及飞行，而始祖鸟的祖先是否懂得飞行已经失去了重要性。由于始祖鸟似乎是属于与今鸟亚纲没有关系的鸟类血统，它的飞行能力可能仍是讨论的焦点，却并非就现今鸟类祖先所讨论的项目。
