Em 2017, a bióloga Paola Nogales-Ascarrunz, exploradora da National Geographic Society e fundadora do Programa de Pesquisa de Felinos da Bolívia, examinou um 'gato estranho' no santuário de vida selvagem Senda Verde na Bolívia. Este pequeno felino manchado com rosto enfiçado e orelhas redondas havia sido encontrado como filhote perto da floresta. Inicialmente suposto ser Leopardus tigrinus (onchilla), Nogales-Ascarrunz notou em 2019 que suas rosetas eram maiores que as fotos de referência brasileiras.

Colaborando com o genetista Eduardo Eizirik da Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul e Jonas Lescroart da Universidade de Antuérpia, a análise genômica o confirmou como uma espécie distinta. Publicado na Current Biology, este descoberta marca a primeira nova espécie de felino em mais de 100 anos desde o gato das pampas em 1923. Nomeado Leopardus tilcayo após o nome local usado pelas comunidades bolivianas, o gato habita a região ecossistêmica das florestas Yungas na encosta oriental dos Andes.

Os pesquisadores enfatizam que essa descoberta redesenha a árvore genealógica dos felinos com mais ramos, embora a ecologia básica -dieta, reprodução, predadores- ainda seja desconhecida. Nogales-Ascarrunz, coautora principal, destaca a importância de uma espécie completamente nova em vez de uma reclassificação.