Nietoperze stanowią jedną z niewielu grup zwierząt, u których zaobserwowano naukę dźwięków.
Najstarsze (ok 52,5 mln lat temu) znane nietoperze występowały w okresie wczesnego eocenu. Wyewoluowały one niezwykle szybko (prawdopodobnie skokowo) z owadożernych, niewielkich, czworonożnych ssaków należących do kladu Laurasiatheria zamieszkujących superkontynent Laurazję.
Nietoperzy ortolog genu FOXP2 charakteryzuje się obecnością dwóch eksonów (7. i 17.) o wysokim stopniu zmienności. Ta zmienność, przewyższająca zmienność genu FOXP2 u innych grup kręgowców, prawdopodobnie odegrała kluczową rolę w szybkiej ewolucji nietoperzy. Jednym z możliwych wyjaśnień takiego zjawiska jest umiejętność uczenia się dźwięków występująca u tych zwierząt. Takie zdolności zaobserwowano także u waleni, ptaków, a nawet u słonia afrykańskiego.