成群的果蝠倒挂在树枝上休息

然而最近的DNA分析显示，属于小蝙蝠的菊头蝠超科（包括菊头蝠、假吸血蝠等五科），与果蝠的亲缘关系比与其他小蝙蝠要近，大翼手、小翼手两个亚目旋即取消，取而代之的是阴翼手、阳翼手两个亚目。阴翼手亚目包括果蝠科和菊头蝠超科，阳翼手亚目则包括其他所有蝙蝠。

阴蝙蝠和阳蝙蝠分化于距今约5000万年的始新世早期，正是伊神蝠和爪蝠兴盛的时期。回声定位能力在蝙蝠演化史上到底发生了一次还是两次，至今仍存有争议。有学者认为，阳蝙蝠和菊头蝠超科各自独自进化出了回声定位能力。还有学者认为，回声定位只在早期蝙蝠中起源了一次，后在果蝠中消失了。伊神蝠可能是现代蝙蝠直系祖先的近亲，而爪蝠应该只是旁系远亲，今天已经没有活着的后代了。

蝙蝠的骨架纤弱，不易形成化石，现存蝙蝠中只有12%的属发现过化石，因此我们对蝙蝠各科、属的演化尚没有完全搞清楚，经过5000多万年的演化，现今的蝙蝠已经是有1200多个种的庞大家族了。

翼手目系统发育关系

有些人喜欢把蝙蝠和翼龙扯上关系，说蝙蝠是翼龙的后代，实际上它们八竿子打不着。翼龙是恐龙的姐妹群，与恐龙同属鸟颈总目。它的生存年代和恐龙（非鸟恐龙）也几乎一致，都是从距今2.3亿年直到6600万年前。翼龙在中生代末年全部灭绝了，没有留下一个活着的后代。

蝙蝠和翼龙都有皮膜状的翅膀，称为膜翼，这种现象叫做趋同进化。蝙蝠和翼龙的膜翼看起来相似，实际上是不同源的。它们的皮膜都是由翼骨和身体共同支撑的，但翼龙的翼骨是由单一的前趾4演变而来的，蝙蝠的翼骨却是前趾2~5共同组成的。总的来说，翼龙飞得比蝙蝠慢，操纵性比不上蝙蝠，它的膜翼也更脆弱一些。

风神翼龙，翼展可达10米，有史以来最大的飞行动物

翼龙和蝙蝠的地面能力也有很大差别。蝙蝠后腿已经完全失去支撑能力了，在地面上只能扑腾，而翼龙仍可以四足着地行走。翼龙可以原地弹射式起飞，蝙蝠只能倒挂在树枝上，借助重力自然坠入飞行状态。

翼龙灭绝以后，鸟类独霸天空。很多哺乳动物想过飞上天（如皮翼目的鼯猴），但最终只有蝙蝠成功了。鸟类是恐龙的后代，从这一意义上来说，它们就是还活着的恐龙。今天的蝙蝠和鸟类就像它们一亿年前的祖先一样，依旧是“恐龙”管白天，哺乳动物管夜晚。

​翼龙和蝙蝠的系统发育位置对比

蝙蝠和老鼠是两类平行进化的哺乳动物，它们之间并无直接演化关系。大家觉得它俩长得像，包括体型娇小，五官形似，同样的小短腿和细长尾巴等，这些其实都是原始真兽的祖征。蝙蝠和老鼠在外貌上的进化都比较保守，保留了更多祖征。与它们相比，其他哺乳类包括人类都进化得太激进了，已经与祖先长得完全不同。

通过对化石上残留的黑色素进行分析，距今5000万年的古蝠和爪蝠体色都是红棕色的，与今天的蝙蝠一样。产自德国梅塞尔组的古蝠胃内发现了蝴蝶和甲壳虫的残骸，它们当时就在追逐飞虫了。而同样是5000万年前，鲸的祖先还是狗一样大的陆地动物，大象的祖先只有5千克。