Fueron los felinos con el cuerpo de contextura más potente que ha existido, se nota al estudiar sus huesos, éstos son proporcinalmente más robustos que la mayoría de los felinos; sólo el jaguar moderno, puede "acercarse" un poco a la apariencia musculosa de las especies conocidas de smilodon. Proporcionalmente, Smilodon tenía un cerebro más pequeño que el de los grandes felinos actuales, aunque su bulbo olfatorio, y por tanto su olfato, estaban muy desarrollados.
Un ejemplar adulto típico pesaba entre los 150 y 350 kg, según la especie (Smilodon gracilis y Smilodon populator, respectivamente). Tenía un cuello muy musculado y unos colmillos enormes, y sus uñas eran retráctiles, como en la mayoría de los felinos. Era más lento que los grandes felinos actuales; prueba de ello es su corta cola. Sin embargo, sus patas eran muy potentes; las anteriores estaban dotadas de fuertes músculos flexores y extensores, y las posteriores de fuertes músculos aductores que contribuían a mantener la estabilidad durante el combate contra sus presas. La potencia de sus patas delanteras era especialmente útil si se tiene en cuenta la gran dificultad que supone el mantener clavadas en el suelo a las grandes presas que cazaba este felino.Todas estas características hacían al Smilodon más parecido al lince rojo que al león o al tigre.
La presencia de dientes de sable en la totalidad de los ejemplares de Smilodon descubiertos indica que los colmillos no formaban parte de ningún tipo de dimorfismo sexual, sino que ambos sexos los poseían. Del mismo modo, las dimensiones corporales entre ambos sexos no variaban mucho, por lo que si en verdad este felino vivió en grupos, su manada bien pudo tener comportamientos similares a la de los actuales cánidos o hienas.
El comportamiento social de este felino es incierto. Según algunos paleontólogos, el hallazgo de fósiles con heridas graves es una prueba de que Smilodon vivía en grupos, ya que el análisis de los huesos muestra que éstos se encontraban curando. Esto resultaría imposible si se tratara de un cazador solitario, pues habría muerto mucho antes. Esto evidencia que los Smilodon cuidaban de los compañeros heridos o, como mínimo, que compartían el alimento con ellos.Además, vivir en grupos también habría ayudado a competir contra los leones americanos, los Homotherium serum, osos chatos, osos pardos, negros y los lobos Canis dirus y grises.
En caso de que Smilodon hubiera vivido en grupos, lo más probable es que cada grupo estuviera compuesto por uno o dos machos dominantes que lideraban a varias hembras en edad de reproducción, a las crías, y a algunos machos adolescentes demasiado jóvenes como para representar una amenaza para los machos dominantes. En algunos grupos de Smilodon se han encontrado más fósiles con heridas que en otros, lo cual indica que se trataban de grupos compuestos exclusivamente de machos que combatían entre ellos para conseguir una posición de dominación o para expulsar al macho dominante.
A causa de su tamaño, los dientes de sable tardaban más en crecer que los dientes caninos normales. Por este motivo, es posible que los ejemplares jóvenes no pudieran hacer uso de ellos para cazar y se vieran obligados a mantenerse dentro del grupo, siendo alimentados por los adultos durante un tiempo mayor que los grandes felinos actuales.
Aparecieron en América del Norte a finales del período Plioceno, y se extinguieron en América del Sur durante el Gran intercambio americano,debido a los cambios climáticos que tuvieron lugar a finales del Pleistoceno y a la modificación de los ecosistemas, aunque es posible que la llegada de los humanos también contribuyera a su extinción. Se trata de uno de los mamíferos prehistóricos más conocidos por el público general, en parte gracias a sus característicos dientes de sable.
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