根據發現的化石把北美獵豹分成兩種,一種叫杜氏獵豹(M. trumani), 另一種叫意外北美獵豹(M. inexpectatus)。有人認為還有第三種北美獵豹:斯氏北美獵豹(M. studeri)。 杜氏北美獵豹的外形與現存獵豹最為相似。它們生活在北美西部的大草原和平原地帶,以有蹄動物為食,比如叉角羚。事實上,叉角羚出眾的奔跑速度正是適應北美獵豹捕食壓力而進化出來的。北美獵豹於1萬多年前滅絕後,叉角羚近100公里的時速在今天對付美洲獅和狼方面已經顯得有點「過剩」了。
杜氏北美獵豹和獵豹是趨同進化的好例子。北美和非洲有著相似的大草原環境。為了捕捉新出現的快速奔跑的有蹄動物,北美獵豹進化出了僅能部分伸縮的爪子,以便於高速奔跑時防滑。而這恰好跟獵豹類似:獵豹的爪子是徹底不能伸縮的。
意外北美獵豹外形上更類似於美洲獅。體形大小在杜氏北美獵豹和美洲獅之間。爪子可以自由伸縮,身軀纖細。速度很可能快於美洲獅。一般認為它比杜氏北美獵豹更擅長爬樹。 兩種北美獵豹構造上都酷似獵豹。它們吻部較短,鼻腔擴大以便於增加呼吸氧氣的能力,腿細長善於奔跑。然而這些相似性是由於北美獵豹的生存環境和獵豹類似造成的。是趨同進化的結果,而不是源於共同祖先的結果。近來通過古DNA的分析表明杜氏北美獵豹系統發生上與美洲獅最接近。北美獵豹和美洲獅是在三百萬年前由共同的祖先分化出來的。意外北美獵豹的進化地位還有些不清楚。不過它們可能比較接近早期的杜氏北美獵豹。


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