Den store amerikanske udveksling var en vigtig zoogeografisk begivenhed for omkring tre millioner år siden. Land- og ferskvandsfaunaen vandrede mellem Nordamerika og Sydamerika. Denne kontakt ændrede begge kontinenteres økosystemer og efterlod tydelige spor i både fossile lag og i de levende faunasammensætninger, som vi ser i dag.

Tidspunkt og årsag

Udvandringen fandt sted i Pliocæn for 3,6–2,6 millioner år siden (mya). Den vulkanske Isthmus of Panama rejste sig fra havbunden og dannede bro mellem de to kontinenter. Dannelsen af denne landbro koblede de tidligere isolerede terrestriske og ferskvandsmiljøer, så arter, der tidligere var adskilt i millioner af år, fik mulighed for at sprede sig på tværs af det nye landbærende bånd.

Hvad flyttede hvorhen?

Landbroen i det nuværende Panama forbandt de neotropiske (ca. Sydamerika) og nearktiske (ca. Nordamerika) økozoner og dannede Amerika. Resultatet var en massiv udveksling af arter:

  • Fra Nord til Syd kom bl.a. hovdyr og planteædere som heste og kameler (familier med nordamerikansk oprindelse), samt rovdyr som felider og canider, og flere former for gnavere.
  • Fra Syd til Nord spredte grupper som opossumerne, xenarthra (myreslugere, dovendyr og panserdyr/glyptodonts), samt enkelte gnavere og porcupiner sig nordpå.

Ud over pattedyr, som var de mest iøjnefaldende udvandrere, migrerede også svagtflyvende eller flyvefærdige fugle, krybdyr, padder, leddyr og endda ferskvandsfisk er også vandret. Nogle grupper som flagermus og fugle kunne krydse vandhindringer før selve landbroens fuldstændige dannelse, mens ferskvandsfisk krævede kontinuerlige ferskvandsforbindelser.

Asymmetri i udvekslingen og økologiske konsekvenser

Udvekslingen var ikke symmetrisk. Flere nordamerikanske grupper etablerede sig med succes i Sydamerika end omvendt. Forklaringerne på denne asymmetri omfatter forskelle i evolutionær historie, økologisk konkurrence, sygdomsresistens, prædation og demografi. Mange sydamerikanske endemiske grupper havde udviklet sig under isolering og var sårbare over for konkurrence fra mere diversificerede og ofte større nordamerikanske familier.

Konsekvenserne var store: indvandring af nye planteædere og rovdyr ændrede fødekæder og habitatstruktur, hvilket førte til lokale uddøen og en omrokering af faunasammensætningen. Samtidig bidrog ilandsættelsen af nye prædatorer og konkurrerende planteædere til den moderne fauna, som i dag findes i begge Amerika.

Bevis fra fossiler og forskning

Udvekslingen er synlig i både stratigrafi og natur. Fossilregistrene viser indvandringstidslinjer og artsførster, der korrelerer med dannelsen af landbroen. Både det paleontologiske materiale og moderne distributionsdata bekræfter mønstrene. Forskere som Florentino Ameghino og George Gaylord Simpson har bidraget væsentligt til tolkningen af disse data, og begrebet blev tidligt diskuteret af naturhistorikere som Humboldt og Darwin.

Forskningen kombinerer geologi, palæoekologi, evolutionær biologi og molekylær fylogeni for at rekonstruere migrationsruter, tidspunkter og årsager. Selv om der stadig er detaljer under debat (fx præcis timing af afslutningen af havpassagen), står hovedmønstrene klart.

Klimatiske og marine virkninger

Ud over terrestriske effekter havde lukningen af forbindelsen mellem Atlanterhavet og Stillehavet store marine og klimatiske følger. Afbrydelsen af den tropiske havstrøm påvirkede varmestrømme, og ændringer i oceanisk cirkulation menes at have bidraget til ændringer i globalt klima og til glaciation i den nordlige halvkugle i sen Pliocæn–Pleistocæn.

Tidligere lignende udvekslinger

Lignende udvekslinger fandt sted tidligere i Kainozoikum, da de tidligere Gondwana-kontinenter Indien og Afrika kom i kontakt med Eurasien, henholdsvis omkring 50 og 30 mya. Disse kontinentale sammenstød medførte også store faunaforflytninger og omlægninger af biodiversiteten på globalt plan, og fungerer som nyttige sammenligningspunkter for at forstå dynamikken i den store amerikanske udveksling.

Betydning i dag

Den store amerikanske udveksling forklarer mange af de karakteristiske træk ved nutidens amerikanske fauna: hvorfor visse dyregrupper er så udbredte eller fraværende på tværs af kontinenterne, og hvordan historiske begivenheder former nutidig biodiversitet. Forståelsen af denne udveksling giver også vigtige perspektiver på, hvordan barrierer og forbindelser mellem områder kan påvirke økosystemer over geologiske tidsskalaer.

Forskere fortsætter med at undersøge detaljer om hvilke arter, der migrerede hvornår, og hvordan klima og landskabsændringer påvirkede spredningen — både gennem nye fossilfund og ved genetiske studier af nulevende populationer.

Forskningen på området bygger videre på klassiske bidrag fra bl.a. Humboldt og Darwin, og udvekslingen som begreb blev først fuldt ud beskrevet i 1876 af "biogeografiens fader", Alfred Russel Wallace. Wallace havde brugt 1848–1852 på at udforske og indsamle prøver i Amazonasbassinet.