目前，关于鸟类起源的化石资料并不是很多，因为鸟类的骨骼脆弱，又是在天空飞的，形成化石的机会很少。世界上已发现的原始鸟类的化石只有5例，这5例原始鸟类化石距现在已有1.5亿年了，都是在德国巴伐利亚州的石灰岩层中发现的。这些化石被证明是始祖鸟，因为化石有与现代鸟类相似的特征：在化石上有清晰的羽毛印痕，而且分为初级和次级飞羽，还有尾羽；它的前肢进化成飞行的翅膀，后足有4个趾，三前一后；锁骨愈合成叉骨，耻骨向后伸长等等。但奇怪的是，化石上还具有和爬行类极为相似的特征：它的嘴里长着牙齿，翅膀尖上长着3个指爪，掌骨和趾骨都是分离的，还有一条由许多节分离的尾椎骨构成的长尾巴。经研究证明，它是爬行类向鸟类过渡的中间阶段的代表，所以被称为“始祖鸟”。据测定，始祖鸟最小飞行速度是每秒7.6米，它可以鼓翼飞行，但不能持久。始祖鸟是怎样从地栖生活转变为飞翔生活的呢？

对于这个谜，100多年来，学术界一直存在着两大推论：树栖说和地栖说。树栖说认为，飞翔是由栖息在树上的生物借助重力，经过一个滑翔阶段形成的；而地栖说则认为，居住在地面上的生物在用力奔跑的过程中学会了飞翔。

一直以来，地栖说在学术界占有主导地位，与树栖说相比得到更广泛的认可，更容易被人接受。美国蒙大拿大学生物飞行实验室的肯·戴乐教授发现一些幼鸟在爬坡时拍打翅膀，帮助它们向上爬。基于这一发现，他推测鸟类的祖先在奔跑的同时拍打翅膀，从而学会了飞翔。

中国科学院古脊椎古人类研究所的徐星博士认为，从逻辑上来讲，戴乐教授所支持的地栖说是可行的。他说：“对恐龙的行为研究表明，恐龙是典型的生活在地面的奔跑型动物。通过对化石的研究可以推测恐龙在奔跑的过程中演化出飞行需要的一切结构，并且能够达到起飞所需要的速度。有很好的模型和数据可以描述这一过程。”

但是，他又说，“戴乐教授的推测是很冒险的，我们是在用现代的眼光来推测古代的行为，古代行为产生的原因很多，我们并不知道。（地栖说）从生物力学的角度来说是可行的。”

虽然大家都赞成鸟类是从恐龙演化而来的，有人预测一些恐龙长着羽毛，但是在此之前从来没有人发现过化石证据，相反，许多化石证明恐龙长着鳞片，像爬行动物一样。科学家们希望发现恐龙身上的鳞片是如何变成羽毛的，恐龙身上是否有羽毛。世界上已经命名的恐龙一共有1200多个属，但其中很多是无效的，目前得到认可的恐龙大约有300到400属。在中国，除了海南、福建和港澳台地区外，其他地区都发现过恐龙化石，从化石的数量和种类上看，云南、四川、新疆、内蒙古、辽宁的恐龙化石资源最为丰富。尤其是近年来辽宁的化石发现正在使我国成为世界恐龙研究的中心。1996年以来在辽西连续发现了中华龙鸟、原始祖鸟、尾羽龙、北漂龙、中国鸟龙、小盗龙等恐龙化石，这些化石都表明恐龙长着羽毛，有的是原始羽毛，有的是现代羽毛。

相对于地栖说，树栖说也有自己的优势。与滑翔或飞行相关的动物几乎都生活在树上，比如蝙蝠。一般来说，飞行动物祖先的身体结构还不能完全适应飞行，因此飞行最初借助重力更容易。徐博士和同事的论文就为这一观点提供了新的证据，这就是在中国辽西发现的四翼恐龙化石。他们认为，鸟类的祖先最先利用重力学会了滑翔，然后才有了鸟类的拍打飞行。从恐龙前后肢上羽毛的形态和排列方式来看，它们与鸟类的翅膀完全相同。