Le lion des cavernes, Panthera spelaea, était répandu dans le nord de l’Eurasie et en Alaska/Yukon au Pléistocène supérieur. La morphologie et l’ADN indiquent un animal distinct des lions modernes (probablement au niveau de l’espèce), de sorte que sa disparition au Pléistocène supérieur devrait être traitée comme une véritable extinction. Les nouvelles dates de radiocarbone AMS directement sur le lion des cavernes provenant de l’ensemble de son aire de répartition, ainsi que les dates publiées par d’autres études – au total 111 dates – indiquent une extinction dans toute l’Eurasie dans l’intervalle environ 14-14,5 cal ka BP, et en Alaska/Yukon environ mille ans plus tard. Il est probable que son extinction s’est produite directement ou indirectement en réponse au réchauffement climatique qui s’est produit vers 14,7 cal ka BP au début de l’Interstadial 1 du Groenland, accompagné d’une propagation des arbustes et des arbres et d’une réduction des habitats ouverts. Il est possible qu’il y ait eu également une réduction concomitante de l’abondance des proies disponibles, bien que la plupart de ses espèces de proies probables aient survécu bien plus tard. À l’heure actuelle, il n’est pas clair si l’expansion humaine au cours du Lateglacial a pu jouer un rôle dans l’extinction du lion des cavernes. Des lacunes dans le schéma temporel des dates suggèrent des contractions temporaires antérieures de l’aire de répartition, vers 40-35 ka BP en Sibérie (pendant le MIS 3) et vers 25-20 ka BP en Europe (pendant le » dernier maximum glaciaire « ), mais des dates supplémentaires sont nécessaires pour les corroborer. L’expansion holocène du lion moderne (Panthera leo) en Asie du Sud-Ouest et en Europe du Sud-Est a réoccupé une partie de l’ancienne aire de répartition de P. spelaea, mais les relations temporelles et géographiques du Pléistocène supérieur des deux espèces sont inconnues.