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貓科包括獅子、老虎和豹等動物，是食肉目的9個科中最具肉食性的哺乳動物。第一種的貓科動物出現於漸新世，人們更熟悉的家貓和人類在一萬年前開始有關連。家貓的野生種親戚野貓，仍然生存在歐洲、非洲和亞洲東部等地，雖然棲地破壞限制了其居住範圍。
其他貓科動物中知名的成員有包括如獅子、老虎、豹和美洲豹等大貓，以及其他如美洲獅、獵豹、猞猁、獰貓和短尾貓等貓亞科動物。已滅絕的劍齒虎亞科為真的貓科動物，而其他如袋劍齒虎和獵貓等相似的動物則不是。
演化
已知現今世上有38種貓科動物，牠們都源自一個共同的祖先。這些物種源自於亞洲，且經由陸橋散布至各洲去。根據發表在《科學》上，由美國國家癌症研究所的Warren Johnson和Stephen O'Brien對粒線體基因和細胞核基因所做的研究，確定了貓的祖先在白令陸橋和巴拿馬地峽至少10次洲與洲的雙向遷徙[1] 之間，演化出8個主要的世系。其中，豹屬是最古老的，而貓屬則是最年輕的。他們估計大約百分之60的現存物種是在最近的100萬年內演化出來的。
在此發現之前，生物學家大多不能由化石的記錄中建立出貓的分類樹，因為不同物種的化石看起來都很相似，主要是尺寸上的不同。
貓科動物最親近的親戚被認為是麝貓、鬣狗和獴。所有的貓科動物都有一種基因異常，使得牠們嘗不到甜味，亦無法消化大分子醣，故成為純肉食動物。
貓科動物的化石
已知最古老的真正貓科動物（始貓）生存在漸新世和始新世的時期。在始新世時，牠演化出了假貓。假貓被認為是現存的兩個亞科和已滅絕的劍齒虎亞科等的最古老共同祖先。較以馬刀齒貓為知的這一群動物於更新世後期開始滅絕，其包括了劍齒虎、短劍劍齒虎、恐貓和似劍齒虎。
補充
通過化石研究得到最古老的真正貓科動物（始貓）生存在始新世的時期。在始新世時，它演化出了假貓。假貓被認為是現存的兩個亞科和已滅絕的劍齒虎亞科的共同祖先。較以馬刀齒貓為知的這一群動物於更新世後期開始滅絕，其包括了劍齒虎、短劍劍齒虎、恐貓和似劍齒虎。第一種的貓科動物出現在大約三千萬年前的漸新世，人們更熟悉的家貓和人類開始有關連則是在千年之前。貓科動物起源於類似獵貓類的原始類型，獵貓類形態和性類似如今的貓科動物而較原始，以前作為貓科動物的一個亞科，如今則多作為獨立的獵貓科Nimravidae 。 獵貓科占據和貓科類似的生態地位，比較多樣化，多數犬齒比較發達，其中有些成員如始劍虎Eusmilus 等發展出了類似劍齒虎的發達的上犬齒，是當時厚皮動物的主要捕食者。 真正的貓科誕生後向着兩個方向發展，一支上犬齒逐漸延長，另一支犬齒趨於變小而身體比較靈活。上犬齒逐漸延長的這一支被歸入劍齒虎亞科（Machairodontinae），其中以晚期的劍齒虎（Smilodon）為代表。劍齒虎大概是所有史前哺乳動物中最引人注目的，體型巨大，上犬齒特別發達，可能以厚皮動物為食，並隨着厚皮動物的減少而消失。 已知的36種貓科動物，它們都源自一千八百萬年前的一個共同的祖先。這些物種源自於亞洲，且經由陸橋散布至各洲去。 根據發表在《科學》上，由美國國家癌症研究所的Warren Johnson和Stephen O'Brien對粒線體基因和細胞核基因所做的研究，確定了貓的祖先在利用白令陸橋和巴拿馬地峽做了至少10次洲至洲的遷徙（雙向）之間，演化出了八個主要的世系。 其中，豹屬是最古老的，而貓屬則是最年輕的。它們估計大約百分之六十的現存物種是在最近的一百萬年內演化出來的。大多數的貓科動物有18或19個染色體倍性。新世界（中南美）中的貓有18個染色體倍性，這可能是導因於兩個較小的染色體結合成了一個較大的染色體之故。在此發現之前，生物學家大多不能由化石的記錄中建立出貓的分類樹，因為不同物種的化石看起來都很相似，主要是尺度上的不同。 在已經認可的36種貓科動物中，老虎與獅子，豹子和美洲虎最密切相關。這些大貓從一個與現代豹子或美洲虎類似的共同祖先演變而來，生活在500多萬年前。在中亞、中國、西伯利亞、日本以及印度尼西亞的蘇門答臘島和爪哇島發現的化石被清楚地識別為老虎約有二百萬年齡。 [1] 獅子和獵豹僅在非洲和亞洲的野外發現。在北非，阿拉伯半島和亞洲西南部的熱帶草原和灌木林中發現了野貓。美洲獅和猞猁的領土從加拿大育空地區延伸到南美洲和亞洲部分地區。它們被命名為它們居住的領土，即落基山脈的美洲獅被稱為山獅，但在佛羅里達州，它們將被稱為佛羅里達豹。 陸地上最兇猛的動物一一虎、豹、獅，和人們家裡養的貓，原是同族兄弟。在動物學分類中統稱為貓科動物，不過貓算是最小的，而獅子要算是最大的。它們在適應生存方面，則各有特點：老虎會泅水，獅子則不會泅水，豹除了會泅水之外，還會爬樹，動作敏捷，不遜猿猴。它們都以食肉為主，攝食對象沒有大的差別。