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Selon Horacio Schneider, qui base sa classification sur des travaux biomoléculaires, les céboïdes incluent trois groupes monophylétiques qui se seraient séparés il y a 14 à 20 Ma.

- Les cébidés. Ce sont les petits singes néotropicaux. Ils représentent une famille qui comprend trois sous-familles :

-Les callitrichinés sont représentés par des singes nains plus ou moins gommivores que sont les ouistitis (Callithrix, Mico, Callibella et Cebuella), les tamarins (Saguinus), le callimico (Callimico) et les petits_singes-lions (Leontopithecus).

Les cébinés incluent de petits singes opportunistes omnivores au cerveau développé. Ils sont éclatés en deux tribus, les capucins Cebus (Cebus) et sapajous Cebus (Sapajus) formant la tribu des Cebinii et les saïmiris ou singes-écureuils celle des Saimiriini. En 2006, en Patagonie, on a découvert un fossile vieux de 16,4 Ma d’une espèce nommée Killikaike blakei apparentée aux cébinés.

La sous-famille des aotinés, avec les douroucoulis ou singes de nuit (Aotus), les seuls singes nocturnes de la planète, a une place controversée : Groves estime qu’elle mérite une famille propre (les Nyctipithecidae), Rosenberg classe ces singes dans la tribu des Homunculini en compagnie des titis et dans la famille des pithéciidés et Tyler va même jusqu’à les considérer comme un groupe frère des anthropoïdes.

- Les pithéciidés. Ils regroupent d’une part des singes de taille moyenne granivores et inclus dans la tribu des Pitheciini : les sakis (Pithecia), les sakis à barbe (Chiropotes) et les ouakaris (Cacajao). Ils regroupent d’autre part de petits singes monogames inclus dans la tribu des Callicebini : les titis (Callicebus).

- Les atélidés. Ce sont les grands singes néotropicaux. Les hurleurs (Alouatta) appartiennent à la tribu des Alouattini, alors que les muriquis (Brachyteles), les atèles ou singes-araignées (Ateles), le « lagotriche » à queue jaune (Oreonax flavicauda) et les lagotriches ou singes laineux (Lagothrix) appartiennent à la tribu des Atelini.

Tout en admettant que la classification de Horacio Schneider soit la plus accomplie à ce jour, les experts du congrès d’Orlando 2000 ont finalement tranché pour l’éclatement des céboïdes en 5 familles et 18 genres :

Callitrichidae (ouistiti, tamarin, callimico, petit singe-lion)

6 genres (+ 1 genre découvert ultérieurement par MGM van Roosmalen) : Callithrix, Mico + Callibella, Cebuella, Saguinus, Callimico, Leontopithecus.

Cebidae (capucin, sapajou, saïmiri)

2 genres (+ 1 sous-genre proposé ultérieurement par José de Sousa e Silva Jr.) : Cebus, Sapajus (sous-genre), Saimiri.

Aotidae (douroucouli)

1 genre : Aotus.

Pitheciidae (titi, saki, saki à barbe, ouakari)

4 genres : Callicebus, Pithecia, Chiropotes, Cacajao.

Atelidae (hurleur, muriqui, lagotriche, atèle, singe laineux à queue jaune)

5 genres : Alouatta, Brachyteles, Lagothrix, Ateles, Oreonax.