始熊猫属的后代还发展成了两个支系，一个旁枝叫葛氏郊熊猫（Agriarcros goaci），分布于现在的匈牙利和法国等地的潮湿森林，在中新世末期灭绝。始熊猫的主枝在我国的中部和南部继续演化，其中一种在距今约300万年的更新世初期出现，其体型只有现在大熊猫的一半大，其化石被定名为大熊猫小种。有关专家从大熊猫小种的牙齿化石推测，它们当时已经进化成兼食竹类的杂食性动物。大约过了200万年，大熊猫小种开始向亚热带潮湿森林延伸，并取代始熊猫属广泛分布于云南省、广西壮族自治区和四川省等地。

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据已发现的化石研究分析，早在800万年前的晚中新世，中国云南禄丰等地的热带潮湿森林的边缘，就生活着大熊猫的祖先――始熊猫（Ailuaractos Lufengensis），这是一种由拟熊类演变而成的以食肉为主的最早的熊猫，个体犹如一只较肥胖的狐属。由始熊猫演化的一个旁枝叫葛氏郊熊猫（Agriarcros goaci），分布于欧洲的匈牙利和法国等地的潮湿森林，在中新世末期即灭绝。而始熊猫属的主枝则在中国的中部和南部继续演化，其中一种在距今约300万年的更新世初期出现，体型只有现生大熊猫的一半大，像一只胖胖的狗，其化石被定名为大熊猫的小种（Ailuropoda micrta）。从大熊猫小种的化石牙齿推测，它已进化成为兼食竹类的杂食兽。这些小种大熊猫又经历了约200万年，开始向亚热带潮湿森林延伸，并取代始熊猫广泛分布于云南省、广西壮族自治区和四川省。以后大熊猫进一步适应亚热带竹林生活，体型逐渐增大，距今50-70万年的更新世中、晚期，是大熊猫的鼎盛时期，化石大熊猫武陵山亚种（Ailuropoda milanoleuca wulishansis）的体型仅比现生大熊猫小约1/8更新世晚期，化石巴氏大熊猫（Ailuropoda milanoleuea daconi）的体型又普遍的比现生大熊猫大约1/8，而且依赖竹子为生。

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