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现代狼C. lupus从C. etruscus到C. mosbachensis的系统发育下降被广泛接受。狼最早的化石是在曾经位于加拿大育空地区的白令海峡东部和阿拉斯加费尔班克斯的Cripple Creek Sump发现的。年代没有商定,但可以追溯到一百万年前。晚更新世狼群中存在相当大的形态多样性。它们的头骨和牙齿比现代狼更强壮,通常鼻子较短,颞肌明显发育,前磨牙也很强壮。有人提出,这些特征是对与更新世巨型动物的狩猎和清除相关的尸体和骨骼加工的专门适应。与现代狼相比,一些更新世狼的牙齿破损率增加,类似于已灭绝的恐狼。这表明它们要么经常处理尸体,要么与其他食肉动物竞争并需要快速消耗猎物。与现代斑鬣狗的牙齿相比,这些狼牙齿骨折的频率和位置表明它们是习惯性的骨折。
基因组研究表明,现代狼和狗起源于20,000年前存在的共同祖先始祖狼群(wolf population)。2021年的一项研究发现,喜马拉雅狼和印度平原狼属于其他狼的基础血统,并在20万年前与它们分离。其他狼似乎起源于白令洲,这是由晚更新世末期的巨大生态变化驱动的扩张。2016年的一项研究表明,在末次盛冰期期间或之后,人口瓶颈之后是来自祖先种群的快速辐射。这意味着原始形态多样的狼种群被更现代的狼所取代和替换。
2016年的一项基因组研究表明,旧世界和新世界狼在大约12,500年前分裂,随后在大约11,100至12,300年前导致狗与其他旧世界狼的血统分歧。一只灭绝的晚更新世狼可能是狗的祖先,狗与现存狼的相似性是两者之间遗传混合的结果。澳洲野狗、巴仙吉犬、藏獒和中国本土品种是家犬进化枝的基础成员。欧洲、中东和亚洲狼的分化时间估计是相当近的,大约在1600年前。在新大陆的狼群中,墨西哥狼在大约5,400年前分道扬镳。
在遥远的过去,非洲狼、金豺和灰狼之间有过基因流动。非洲狼是72%的狼和28%的埃塞俄比亚狼血统的基因混合犬科动物的后代。一只来自埃及西奈半岛的非洲狼与中东灰狼和狗混杂在一起。有证据表明金豺和中东狼之间的基因流动,欧洲和亚洲狼的基因流动较少,北美狼的基因流动最少。这表明在北美狼中发现的金豺血统可能发生在欧亚狼和北美狼分歧之前。
郊狼和狼的共同祖先与一种已灭绝的身份不明的犬科动物的幽灵种群混合在一起。这种犬科动物在遗传上接近于 猱犬(dhole)(一种产于印度的凶猛的野犬),并且是在非洲猎犬与其他犬科动物物种分化后进化而来的。与狼相比,土狼的基础位置被认为是由于土狼保留了这种身份不明的犬科动物更多的线粒体基因组。同样,1963年收集的来自中国南方的一头狼的博物馆标本显示出12-14%的基因组来自这种未知的犬科动物。在北美,大多数土狼和狼都表现出不同程度的过去基因混合。美国东南部的红狼是一种杂交动物,40%:60%的狼与土狼血统。此外,在东部森林狼中发现60%:40%的狼与土狼遗传,在五大湖地区的狼中发现了75%:25%。
研究发现,一些意大利雄性狼起源于狗血统,这表明雌性狼将在野外与雄性狗交配。在高加索山脉,10%的狗,包括家畜看门狗,是第一代杂交品种。尽管从未观察到金豺和狼的交配,但通过对生活在高加索山脉的豺狼的线粒体DNA分析发现了豺狼杂交的证据。