Великий міжамериканський обмін — важлива пізньокайнозойська палеозоографічна подія, в ході якої відбувся видами між фаунами Північної та Південної Америки. Представники наземної та прісноводної фауни мігрували з Північної до Південної Америки та навпаки через Центральну Америку, коли вулканічний Панамський перешийок піднявся з морського дна та утворив міст між раніше розділеними континентами. Хоча епізоди обміну фаунами відбувалися й раніше, ймовірно водними шляхами, пік міграції відбувся приблизно 2,7 мільйони років тому під час П'яченцького ярусу. Великий міжамериканський обмін призвів до об'єднання неотропічної (південноамериканської) та неарктичної (північноамериканської) біогеографічних областей. Наслідки обміну прослідковуються як у біостратиграфії, так і у природі (). Найбільш драматично обмін вплинув на зоогеографію ссавців, але він також дав можливість мігрувати плазунам, амфібіям, членистоногим, слаболітаючим або нелітаючим птахам і навіть прісноводним рибам. Проте прибережна та морська біота постраждали від об'єднання Америк: утворення Центральноамериканського перешийка спричинило Великий Американський розкол — ізоляцію Карибського басейну від Тихого океану з подальшою диверсифікацією та вимиранням видів.
Великий міжамериканський обмін вперше був згаданий "батьком біогеографії" Альфредом Расселом Воллесом у 1876 році. Воллес провів п'ять років, досліджуючи та збираючи зразки в Амазонії. Серед інших дослідників, які у наступному столітті зробили значний внесок у розуміння цієї події, слід відзначити Флорентіно Амегіно, В. Д. Метью, , Браяна Паттерсона, Джорджа Гейлорда Сімпсона та С. Девіда Вебба. Генрі Ферфілд Осборн у 1910 році вперше визначив пліоцен як час формування зв'язку між Північною та Південною Америкою.
Аналогічні обміни фаунами відбулися раніше в кайнозої, коли ізольовані до цього масиви суходолу Індії та Африки зіштовхнулися з Євразією приблизно 56 і 30 мільйонів років тому відповідно.
Перед обміном Ізоляція Південної Америки Після розпаду Гондвани у пізньому мезозої Південна Америка більшу частину кайнозойської ери існувала як острівний континент, ізоляція якого дозволила фауні материка еволюціонувати у багато ендемічних форм, більшість з яких наразі вимерли. Ендемічні ссавці Південної Америки спочатку були представлені переважно метатеріями (Metatheria) (сумчастими (Marsupialia) та спарассодонтами (Sparassodonta)), неповнозубими (Xenarthra) та різноманітними місцевими унгулятами або копитними, відомими як меридіунгуляти або південноамериканські копитні (Meridiungulata): нотоунгулятами або "південними копитними" (Notoungulata), літоптернами (Litopterna), астрапотеріями (Astrapotheria), піротеріями (Pyrotheria) та ксенунгулятами (Xenungulata). У палеоцені в Південній Америці також мешкала низка не-терієвих ссавців — однопрохідні (Monotremata), гондванатерії (Gondwanatheria), дріолестіди (Dryolestida) та, можливо, цимолодонти (Cimolodonta) з ряду багатогорбкозубих (Multituberculata). Однак жодна з цих груп не була достатньо різноманітною, і більшість з них не проіснували тривалий час; деякі групи, такі як некролести (Necrolestes) та (Patagonia), вимерли ще у міоцені.
Найімовірніше, сумчасті виникли в Південній Америці і мігрували в Австралію через Антарктиду сухопутним шляхом у пізньому крейдовому періоді або ранньому палеогені. Було виявлено, що деревний дромер або моніто-дель-монте (Dromiciops gliroides), сучасна південноамериканська сумчаста тварина, більш споріднена з австралійськими сумчастими (Australidelphia), а не з рештою південноамериканських сумчастих (Ameridelphia), однак цей вид найбільш базальний серед усіх австралодельфів, що означає, що австралодельфи також виникли у Південній Америці, а потім поширилися до Австралії після того, як дромери відокремилися від них. Натомість монотрематум (Monotrematum sudamericanum), схожа на качкодзьоба однопрохідна тварина, знайдена у відкладах з Патагонії віком 61 млн років, може являти собою австралійського імігранта до Південної Америки. Безкілеві птахи також могли здійснити подібну міграцію приблизно в той же час до Австралії та Зеландії. Серед інших таксонів, які, можливо, розповсюдилися тим самим шляхом (якщо не через політ або ), науковці називають папуг (Psittaciformes), змієшиїх черепах (Chelidae) та вимерлих черепах мейоланій (Meiolaniidae).
У Південній Америці залишилися такі сумчасті, як опосумоподібні (Didelphimorphia), ценолестоподібні (Paucituberculata) та мікробіотерієві (Microbiotheriidae). Також на континенті мешкали їх великі хижі родичі — боргієніди (Borhyaenidae) та шаблезубі тилакосміліди (Thylacosmilidae), однак ці спарассодонтові метатерії не вважаються справжніми сумчастими. З часом чисельність великих хижих метатеріїв зменшилася, і до того, як у Південній Америці з'явилися хижі (Carnivora), деякі представники опосумів, зокрема тилофоропси (Thylophorops), тимчасово досягли великих розмірів і важили близько 7 кг.
Метатерії та деякі неповнозубі хижі броненосці (Macroeuphractus) були єдиними південноамериканськими ссавцями, які спеціалізувалися на поїданні м'яса. Їх відносна неефективність створила можливості для того, щоб хижаки, які не є ссавцями, відігравали більш помітну роль, ніж зазвичай (подібно до ситуації в Австралії). Спарассодонти та велетенські опосуми ділили екологічну нішу великих хижаків із страхітливими нелітаючими птахами з родини фороракосових (Phorusrhacidae), найближчими живими родичами яких є каріами (Cariamidae). У Північній Америці в ранньому кайнозої також існували великі наземні хижі птахи з родини баторнісових (Bathornithidae), які були родичами фороракосів, але вони вимерли до події ВМО, у ранньому міоцені, приблизно 20 мільйонів років тому. У небі над пізньоміоценовою (приблизно 6 мільйонів років тому) Південною Америкою ширяв один із найбільших відомих літаючих птахів — велетенський аргентавіс (Argentavis magnificens) з родини тераторнових (Teratornithidae), розмах крил якого був 6 м або більше, і який, можливо, поїдав рештки тварин, вбитих сумчастими шаблезубими левами (Thylacosmilus). З середини міоцену до межі міоцену та пліоцену на континенті мешкали наземні крокодилоподібні метазухії з родини (Sebecidae), що вирізнялись зифодонтними зубами. Деякі з водних південноамериканських крокодилів, зокрема грипозухи (Gryposuchus), муразухи (Mourasuchus) та пурусзаври (Purussaurus) досягали велетенських розмірів — до 12 м, що співставно з найбільшими мезозойськими крокодилоподібними. Поряд з ними зустрічалися одні з найбільших черепах усіх часів — 3,3-метрові ступендемуси (Stupendemys).
Неповнозубі (Xenarthra) — це цікава група ссавців, представники якої розвинули морфологічні адаптації до спеціалізованих дієт на дуже ранньому етапі своєї історії. Окрім тих неповнозубих, що дожили до сучасності — броненосців (Dasypodiformes), мурахоїдів (Vermilingua) та деревних лінивців (Pilosa), раніше у Південній Америці існували велетенські (Pampatheriidae), гліптодонти (Glyptodontinae), схожі на стародавніх анкілозаврів, хижі броненосці (Macroeuphractus), гігантські наземні лінивці, деякі з яких, зокрема мегатерії (Megatherium), досягали розмірів слона, і навіть напівводні (Thalassocnus).
Серед південноамериканських нотоунгулятів (Notoungulata) та літоптернів (Litopterna) було багато дивних створінь, таких як макраухенії (Macrauchenia), верблюдоподібні літоптерни з маленьким хоботом. Представники цих груп часто демонстрували приклади паралельної або конвергентної еволюції: однопалі (Thoatherium) мали ноги, як у коня, пахірукоси (Pachyrukhos) нагадували кроликів, гомалодотерії (Homalodotherium) були напівдвоногі і пазуристі, як халікотерії (Chalicotheriidae), а рогаті (Trigodon) були схожими на носорогів. Обидві групи, можливо, походять від (Condylarthra), розпочали еволюцію в нижньому палеоцені. Перед ВМО їх чисельність скоротилася, а остаточно вони вимерли наприкінці плейстоцену. Піротерії (Pyrotheria) та астрапотерії (Astrapotheria) також були дивними південноамериканськими ендеміками, але вони були менш різноманітні і зникли раніше, задовго до ВМО.
Фауна Північної Америки до ВМО була представлена типовими бореотеріями (Boreoeutheria), зокрема парнокопитними (Artiodactyla), непарнокопитними (Perissodactyla), хижими (Carnivora), гризунами (Rodentia) та зайцеподібними (Lagomorpha), а також включала хоботних (Proboscidea) з надряду афротеріїв (Afrotheria).
Океанічне розселення до Великого обміну
У середині еоцену, приблизно 40 млн років тому, задовго до ВМО, до Південної Америки прибули кавієвиді гризуни (Caviomorpha). Їхня подальша бурхлива диверсифікація витіснила деяких дрібних сумчастих південноамериканських тварин і породила, зокрема, капібар (Hydrochoerinae), шиншил і віскач (Chinchillidae) та голкошерстів або американських дикобразів (Erethizontidae). Незалежний розвиток у американських голкошерстів та їжатців (Hystricidae) зі Старого Світу є ще одним прикладом паралельної еволюції.
Гризуни, найімовірніше, прибули до Південної Америки з Африки. Шлях із Західної Африки до Північно-Східної Бразилії тоді був набагато коротшим через дрейф континентів. Можливо, шлях гризунів до Південної Америки проходив через острови Святого Петра і Павла або інші острови в Атлантичному океані і був обумовлений західними океанічними течіями. Принаймні одна запліднена самиця, або, скоріше, група тварин, могла випадково перетнути океан на або мангровому плоту. Хутії (Capromyinae) таким чином колонізували Кариби аж до Багам, досягнувши Великих Антильських островів на початку олігоцену. З часом деякі кавієвиді гризуни еволюціонували у більші форми, які конкурували з деякими місцевими південноамериканськими копитними, що, можливо, сприяло поступовому скороченню різноманіття останніх після початку олігоцену. У пліоцені деякі кавієвиді, зокрема хосеартігасії Монеса (Josephoartigasia monesi) досягали ваги 500 кг або більше.
Після гризунів, приблизно 36 мільйонів років тому, з Африки до Південної Америки прибули примати (Primates). Це мали б бути доволі невеликі тварини, які могли б перетнути океан на плотах. Однак, незважаючи на те, що на новому континенті у мавп було мало ефективних конкурентів, всі існуючі мавпи Нового світу (Platyrrhini), схоже, походять від групи, яка потрапила до Південної Америки набагато пізніше, у ранньому міоцені, приблизно 18 млн років тому. Після цього мавпи заселили Кубу (Paralouatta), Гаїті (Antillothrix bernensis) та Ямайку (Xenothrix mcgregori). Знахідка семи зубів капуцинів (Cebidae) віком 21 мільйон років у Панамі свідчить про те, що до того часу південноамериканські мавпи перетнули морський шлях, що розділяв Центральну та Південну Америку. Однак вважається, що всі існуючі центральноамериканські мавпи походять від значно пізніших мігрантів, і поки немає жодних доказів того, що ці ранні центральноамериканські капуцини створили велику чи довготривалу популяцію, можливо, через брак відповідних середовищ проживання в тропічних лісах у той час.
Скам'янілості (Ucayalipithecus perdita), виявлені в перуанській Амазонії у 2020 році, вказують на іншу групу африканських мавп, яка також потрапила до Південної Америки та принаймні на короткий час колонізувала її. Морфологічний аналіз цих викопних решток, що датуються раннім олігоценом, показав, що укаяліпітек належав до родини парапітекових (Parapithecidae) афро-аравійського походження, особливості зубів яких значно відрізняються від особливостей південноамериканських широконосих мавп. Найближчими відомими родичами укаяліпітека є катранії (Qatrania), рештки яких виявлені у Фаюмській оазі в Єгипті. У Старому світі парапітекові, як вважається, вимерли у пізньому олігоцені. Крім того, у 2023 році в Амазонії було виявлено рештки (Ashaninkacebus simpsoni) — мавпи з родини еосимідових (Eosimiidae), представники якої були поширені переважно у Південній Азії. Таким чином до Південної Америки мігрували представники трьох груп мавп, з яких до сучасності дожили лише широконосі (Platyrrhini). Як і кавієвиді гризуни, сучасні південноамериканські мавпи вважаються кладою (тобто монофілетичною групою).