La rata canguro de Nelson vive en el corazón del desierto chihuahuense, una de las regiones áridas más extensas de Norteamérica, donde comparte terreno con otras especies del mismo género sin necesidad de competir directamente por el mismo tipo de semilla. Como el resto de ratas canguro, jamás necesita beber agua líquida durante toda su vida. Debe su nombre al naturalista Edward William Nelson, recolector de gran parte de la fauna del norte y centro de México a comienzos del siglo XX. Es una habitante discreta pero muy activa del desierto nocturno, capaz de recorrer grandes distancias en busca de parches de semilla dispersos.
Mide entre 25 y 30 cm de longitud total, incluida una cola larga con mechón terminal, y pesa entre 50 y 70 g, siendo de tamaño mediano-grande dentro del género. El pelaje dorsal es pardo anaranjado brillante, con el vientre y las patas blancas. Presenta las patas traseras muy alargadas con cinco dedos. Se diferencia de otras ratas canguro simpátricas del desierto chihuahuense principalmente por el tamaño y por caracteres craneales que requieren examen en mano.
Deja huellas de saltos bipedales, con marcas de las patas traseras de unos 2-2,5 cm dispuestas en pares separadas por saltos de hasta 50 cm; se diferencian de las huellas de ratón por la ausencia de marcas de las cuatro patas y por la gran distancia entre saltos sucesivos. Excava madrigueras con montículos de tierra suelta en la entrada, a menudo bajo arbustos de desierto. Los excrementos son diminutos y cilíndricos, de menos de 1 cm, y se acumulan cerca de las entradas de la madriguera.
Desiertos y matorrales áridos del desierto chihuahuense, con preferencia por suelos sueltos, en el norte y centro de México.
Se alimenta principalmente de semillas, que almacena en abazones externos revestidos de pelo, complementadas con vegetación verde según la disponibilidad estacional.
Es de hábitos nocturnos y solitarios, y pasa el día en madrigueras que mantiene selladas. Es territorial, y defiende un área de forrajeo frente a otros individuos de la especie.
Mantiene poblaciones estables en amplias extensiones del desierto chihuahuense, sin indicios de declive generalizado documentado.
La conversión de hábitat desértico a uso agrícola en algunas zonas de su distribución es la principal presión sobre la especie.
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