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大熊猫亚科是属于熊科的一个亚科，只包含一个现存物种，即中国大熊猫。熊猫亚科与其它熊类是在1千多万年前的中新世分家的，比如在匈牙利找到的中新小熊（Miomaci）和在西班牙发现的另一种原始熊猫亚科化石，这些熊猫化石都是现代熊猫的表亲，并不是真正的祖先，这些原始的熊猫们在随后的几百万年扩展到了亚洲甚至北美洲。现代熊猫的祖先可以追溯到在中国云南省禄丰县发现的始熊猫，化石年代距今约800万年前。最早的大熊猫属的化石发现在广西的距今约200万年前的小种大熊猫(Ailuropoda microta)， 从化石骨骼结构上看，它已经和现代大熊猫很相似了，不过脑袋只有现代大熊猫一半大。而距今约10万前的发现在缅甸的巴氏大熊猫(Ailuropoda baconi)，就几乎和今天的大熊猫一模一样，而且这种史前熊猫存活到了冰河时代末。 和其它熊类圆形的瞳孔不同，熊猫的瞳孔是纵裂，和猫的瞳孔相似，这点反应在我们称呼这类熊的名字通常是“熊猫”而不是“猫熊”。