Il ponte terrestre di Gomphotherium fu un collegamento continentale che unì l'Eurasia all'Afro-Arabia tra circa 19 e 15 milioni di anni fa, durante il Burdigaliano del Miocene inferiore. Analisi più recenti indicano che il ponte potrebbe essersi formato leggermente prima, intorno a 20 milioni di anni fa, dando origine al grande interscambio biotico del Vecchio Mondo. Si ritiene che il collegamento marino tra il Mediterraneo e l'oceano Indiano sia stato temporaneamente ristabilito durante il Langhiano del Miocene medio, per poi richiudersi. Da allora, i due bacini sono rimasti separati. La formazione del ponte terrestre determinò un importante evento di scambio faunistico, conosciuto come Great Old World Biotic Interchange (GOWBI), «grande interscambio biotico del Vecchio Mondo», o Proboscidean Datum Event, «evento di riferimento dei proboscidati». Durante tale evento, numerosi animali eurasiatici migrarono nell'Afro-Arabia, mentre diverse linee africane si diffusero in direzione opposta.
Interscambi simili si verificarono più volte nel corso del Cenozoico, per esempio in seguito alla collisione dell'India insulare con l'Asia e all'unione delle due Americhe, che provocò il grande scambio americano.
Prima dell'interscambio Isolamento dell'Afro-Arabia
Durante il Cretaceo inferiore, tra l'Aptiano e l'Albiano, l'Africa rimase isolata dal resto del Gondwana e dalla Laurasia, trascorrendo il resto del Cretaceo e gran parte del Cenozoico come un continente insulare. La fauna mammaliana endemica del continente era costituita principalmente dagli afroteri, comprendenti proboscidati, sirenii, embritopodi, iracoidi e diversi altri gruppi, dai metateri, rappresentati dagli erpetoteriidi, e dagli ienodonti, tra cui ienailauroidi e diversi cladi privi di rango formale.
I proboscidati, l'ordine al quale appartengono gli elefanti moderni, si originarono in Africa circa 60 milioni di anni fa, durante il Selandiano del Paleocene. Il più antico proboscidato conosciuto è Eritherium, che pesava tra 3 e 8 kg. All'inizio dell'Eocene, i proboscidati cominciarono ad aumentare di dimensioni. Daouitherium, il più antico elefantiforme conosciuto, potrebbe aver raggiunto un peso di circa 200 kg, risultando così il primo grande mammifero finora noto dell'Africa. Durante l'Eocene superiore alcuni taxa raggiunsero dimensioni considerevoli. Barytherium, per esempio, poteva pesare circa 2 tonnellate. Alcuni proboscidati dell'epoca, come Barytherium e Moeritherium, erano almeno parzialmente adattati alla vita acquatica. Gli elefantimorfi, il clade di proboscidati comprendente i mastodonti e gli elefanti moderni, comparvero per la prima volta nell'Oligocene superiore.
Gli embritopodi costituivano un enigmatico ordine di mammiferi afroteri comparso nell'Eocene inferiore. Il più antico embritopode conosciuto è Stylolophus. Gli arsinoiteriidi erano un gruppo particolarmente diffuso e florido di grandi erbivori africani. Arsinoitherium, il rappresentante più conosciuto del gruppo, aveva un aspetto superficialmente simile a quello di un rinoceronte. Le specie più grandi potevano raggiungere circa 1,75 metri di altezza al garrese e 3 metri di lunghezza Uno dei loro caratteri più distintivi era una coppia di enormi protuberanze simili a corna, la cui struttura ricordava quella delle corna dei bovidi moderni. Le ultime testimonianze fossili degli embritopodi risalgono alla parte terminale dell'Oligocene.
All'interno della comunità dei mammiferi carnivori, gli ienodonti rappresentavano i predatori dominanti dell'Africa. Essi comprendevano gruppi come gli ienailauroidi, i Boualitominae e il clade di Lahimia. Gli ienailauroidi, il gruppo più importante, costituivano una delle principali superfamiglie degli Hyaenodonta, un ordine estinto di mammiferi carnivori. Si ritiene che si siano originati nell'Afro-Arabia durante il Paleocene superiore, sebbene i più antichi fossili conosciuti di ienailauridi siano stati rinvenuti in Asia. Gli ienailauridi erano ecologicamente diversificati. Gli ienailurini erano predatori terrestri, mentre gli apterodontini possedevano adattamenti simili a quelli delle lontre e conducevano probabilmente una vita semiaquatica.
Tra i predatori non mammaliani figuravano grandi rettili, come il serpente madtsoide Gigantophis.
Prime dispersioni faunistiche
Linee di origine afro-arabica Durante il Paleogene, gli ienailauridi raggiunsero l'Europa almeno tre volte, probabilmente passando attraverso la penisola iberica. La prima dispersione degli ienailurini è documentata nella zona MP16, con la comparsa di Paroxyaena galliae e Kerberos. Una seconda migrazione avvenne durante l'Eocene superiore ed è rappresentata dai generi Pterodon e Parapterodon. Gli ienailurini europei scomparvero in coincidenza con la Grande Coupure, un evento di ricambio faunistico durante il quale si estinse circa il 60% delle linee evolutive di mammiferi dell'Europa occidentale. Inizialmente si riteneva che la competizione con i carnivori appartenenti all'ordine Carnivora avesse contribuito all'estinzione di Pterodon, Analisi più recenti non hanno tuttavia trovato prove di una sostituzione competitiva degli ienodonti da parte dei carnivori. Questi ultimi, inoltre, raggiunsero l'Europa occidentale soltanto dopo l'estinzione degli ienailurini.
La terza dispersione si verificò durante l'Oligocene ed è rappresentata da Apterodon gaudryi. La zona MP23 registra l'ultima presenza europea di Apterodon, la cui estinzione fu probabilmente provocata dal raffreddamento globale. Gli ienailurini raggiunsero anche l'Asia almeno una volta durante il Paleogene, dando origine a generi come Maocyon e Orienspterodon.
Gli embritopodi si dispersero in Eurasia durante il Paleocene superiore, come testimoniano Palaeoamasia e Hypsamasia. Essi raggiunsero anche l'Europa occidentale durante l'Eocene inferiore. Potrebbero aver attraversato i bracci di mare mediante il trasporto passivo su zattere naturali oppure spostandosi tra una successione di isole. Rispetto agli arsinoiteriidi, i palaeoamasiidi conservavano una dentatura più primitiva e meno specializzata.
Linee di origine eurasiatica
In passato si riteneva che i primati antropoidi si fossero originati in Africa, ma prove più recenti suggeriscono una loro possibile origine asiatica. I fossili indicano che almeno due linee di antropoidi asiatici colonizzarono indipendentemente il continente africano. La forte somiglianza tra Afrasia e Afrotarsius indica che la colonizzazione dell'Africa da parte degli antropoidi eosimiiformi dovette verificarsi poco prima di 38 milioni di anni fa. La maggior parte dei primi antropoidi africani apparteneva comunque al clade dei simiiformi. Si ritiene che gli antracoteri si siano evoluti in Asia e abbiano raggiunto l'Africa durante l'Eocene superiore. Bothriogenys rappresenta il più antico antracoterio africano conosciuto. L'Africa settentrionale divenne il principale centro della loro evoluzione. All'inizio dell'Oligocene, gli antracoteri africani si erano diversificati in due generi, Bothriogenys e Qatraniodon. Il primo rimase tuttavia più abbondante e diede successivamente origine a Brachyodus.
Conseguenze dell'interscambio La formazione del ponte terrestre di Gomphotherium segnò la fine dell'isolamento biogeografico dell'Africa, durato circa 75 milioni di anni. Prima del Miocene inferiore, il passaggio degli animali tra l'Eurasia e la placca araba, e quindi tra Eurasia e Africa, era fortemente ostacolato dalla presenza del mare aperto della Tetide. Soltanto poche linee riuscirono ad attraversarlo. Durante la parte centrale del Burdigaliano, tuttavia, la collisione delle placche dell'Afro-Arabia e dell'Eurasia determinò la formazione di un istmo terrestre che collegò le due masse continentali. Lo scambio faunistico che ne seguì è conosciuto come Proboscidean Datum Event o Great Old World Biotic Interchange.
Il ponte terrestre consentì ai gomfoteri e ad altri proboscidati di lasciare l'Africa e diffondersi in Eurasia. Allo stesso tempo, gli ungulati, che dall'inizio del Cenozoico dominavano la fauna dei grandi erbivori eurasiatici, poterono colonizzare l'Africa. Si verificò così una seconda ondata migratoria di antracoteri verso l'Africa, comprendente generi come Afromeryx e Sivameryx. In direzione opposta, Brachyodus raggiunse l'Europa circa 20 milioni di anni fa. Le testimonianze fossili documentano anche importanti dispersioni tra i mammiferi predatori. Ienailauroidi come Hyainailouros, Dissopsalis, Metapterodon e forse Megistotherium si diffusero dall'Afro-Arabia all'Eurasia, mentre diversi carnivori eurasiatici, tra cui anficionidi, felidi, mustelidi e viverridi, migrarono in direzione dell'Afro-Arabia.
Durante il Burdigaliano si verificò nell'Afro-Arabia un forte aumento delle prime comparse faunistiche, con l'arrivo di almeno 37 linee evolutive provenienti dall'Eurasia. Lo scambio mammaliano tra le due regioni fu fortemente asimmetrico, poiché la maggior parte delle linee migranti proveniva dall'Eurasia. Gli ungulati conobbero un aumento della diversificazione e occuparono nuovi spazi funzionali ed ecologici. Alcuni gruppi originari dell'Afro-Arabia riuscirono tuttavia ad affermarsi con successo in Eurasia, soprattutto gli ienodonti e i proboscidati. Anche i proboscidati aumentarono considerevolmente la propria diversità e raggiunsero infine l'America settentrionale attraverso il ponte terrestre di Bering. Alcuni studiosi hanno ipotizzato che l'arrivo dei gomfoteri possa aver contribuito all'estinzione dei paracerateri. Come gli elefanti moderni, i gomfoteri avrebbero potuto abbattere numerosi alberi, favorendo la formazione di paesaggi più aperti. I paracerateri, specializzati nel nutrirsi delle parti più alte degli alberi, non sarebbero stati in grado di compensare il proprio elevato fabbisogno energetico alimentandosi a un'altezza inferiore ai 2 metri. È stato inoltre ipotizzato che non riuscissero a difendere efficacemente i piccoli dai grandi ienailurini, come Hyainailouros. La validità di queste ipotesi rimane tuttavia incerta..
L'arrivo dei mammiferi eurasiatici coincise con l'estinzione degli embritopodi, di numerosi iracoidi, di altri mammiferi afroteri e di diverse linee endemiche di roditori. Gli iracoidi potrebbero non essere stati in grado di competere con gli ungulati in rapida diversificazione a causa della minore efficienza alimentare, del basso metabolismo e delle zampe corte e plantigrade, che li rendevano meno competitivi negli ambienti aperti. Secondo alcuni studiosi, gli embritopodi non riuscirono a competere con i nuovi erbivori a causa delle loro abitudini generaliste e del conservatorismo evolutivo, mentre gli iracoidi sopravvissero con una diversità notevolmente ridotta. Gli ultimi embritopodi conosciuti risalgono tuttavia alla parte terminale dell'Oligocene, indicando che il gruppo si estinse prima della formazione del ponte terrestre.
Scomparsa dei predatori originari dell'Afro-Arabia