L’ours des cavernes (Ursus spelaeus) est une espèce éteinte qui vivait en Eurasie, où elle est apparue il y 200 000 ans environ. Descendant d’Ursus deningeri, l’ours des cavernes doit son nom à la découverte (1794) de ses ossements en milieu souterrain. Ses restes y sont particulièrement abondants en raison de son occupation prolongée des grottes durant la saison froide. Les bauges creusées par l’ours permettent de repérer les zones occupées pendant le sommeil hivernal, et les pistes d’empreintes de reconstituer les itinéraires de déambulation.
Plus grand et plus massif que l’ours brun, l’ours des cavernes s’en distinguait également par un stop frontal marqué, donnant un profil en marche d’escalier, une mandibule au bord inférieur arrondi, et une ouverture nasale orientée vers le haut. Ces éléments d’identification sont présents sur les spécimens représentés dans le diverticule des ours, indiquant que l’animal a été observé attentivement par les artistes paléolithiques, qui ont également connu l’ours brun, déjà présent en Europe à la même époque.
Des analyses d’ADN ont été effectuées sur des os d’ours de tous les secteurs de la grotte et ont permis d’obtenir la séquence complète du génome mitochondrial de l’ours des cavernes. La comparaison de différents spécimens montre une faible diversité génétique, caractéristique d’une population de petite taille effective et d’une espèce menacée d’extinction. Les ossements présents sur les sols permettent de dater les dernières occupations ursines de la grotte. Elles semblent remonter à la phase aurignacienne de fréquentation humaine de la caverne, il y a 35 000 ans.