コウモリは、唯一完全な飛翔能力を得た哺乳類です。他にもヒヨケザル、ムササビ、モモンガなど、滑空能力のある哺乳類はいますが、その翼で空を意のままに上昇下降、持続飛行を出来るのはコウモリのみ。そればかりか、指と腕の間に筋肉のある皮膜を張ったコウモリの特殊な翼は、空のスペシャリストでもある鳥類よりも翼の可動性は大きく、空中での自在な機動性は鳥をも上回ります。この翼を駆使し、極地以外の全世界にまんべんなく分布し、ある意味「もっとも成功した哺乳類」とすら言える繁栄を誇っています。
空では超音波を発してエコーロケーション(反響定位・音の反響を利用して自身の空間での位置の感知や餌の所在を探知する能力)を行い、小さな羽虫を食べることに特化した種はより高い波長の音で小さな虫を探知し、大型の虫や鳥などを狙う大型のコウモリはやや低い波長で獲物の位置を探知します。
こんな特殊能力を得たコウモリですが、その進化系統は今もまだ謎のまま。もっとも古いコウモリの化石は、2008年に発見されたオニコニクテリス・フィネイ（Onychonycteris finneyi）で、何とその時期は恐竜が絶滅したK-Pg境界といわれる生物の大量絶滅からさほど間もない約6000年前ごろ。6000万年前から5000万年前の暁新世から始新世の頃には、すでに翼を持ち、ほぼ飛翔能力も備えていたと思われます。オニコニクテリス・フィネイはまだ耳骨にエコーロケーションに必要な機能が見られないことから、コウモリはまずともかく飛翔し、のちにエコーロケーション能力を獲得したものと思われます。
私たちも胎児の間は手足にみずかきのような皮膜がありますが、すぐにアポトーシス(細胞の部分壊死)によってこの皮膜は衰退します。コウモリの場合、その祖先はこの皮膜をそのまま大きく発達させる方向に、進化のスパンではきわめて短い期間の間にほぼ突然変異的に翼を獲得し、飛翔能力を得た、と考える説があります。この当時、地球にはティタノボア(Titanoboa)と呼ばれる全長15m、1tを越える大蛇や、巨大な地上性の肉食鳥が繁栄してしており、地上は小さな生き物にはきわめて危険で、しかも樹に逃げ込んでもヘビからは逃れられませんから、早急に空を飛ぶ必要性があったのかもしれません。現在でも、夜間活動するコウモリの天敵は、夜の猛禽フクロウと、ヘビ。筆者は夜、頭上1mくらいの位置を飛び交っていたコウモリが、いきなり音もなく急降下してきたフクロウに、一瞬で掻っ攫われる瞬間を間近で目撃したことがあります。
また、この当時白亜紀の頃に登場して世界中に広がった被子植物がさらに繁栄を迎え、花の受粉の媒介をする昆虫も爆発的に増加していました。この豊富な獲物を捕らえるために、翼を得たのかもしれません。
かつては霊長類(猿の仲間)と近縁とされ、現在は馬と近縁かもしれない、と言われているコウモリ。その進化の道程はまったく謎に包まれたままなのです。