Великият американски обмен: плиоценски миграции и разпространение на фауна

Тектоника на плочите

Когато световният континент Пангея се разпада в началото на юрския период, се образува големият южен суперконтинент Гондвана. Той се отделя от Лавразия преди 200-180 миа.

Постепенно Гондвана също се разпада и в крайна сметка се превръща в половин дузина континенти, които познаваме днес. Това са Австралазия, Индийският субконтинент, Африка, Мадагаскар, Антарктида и Южна Америка.

Южна Америка се придвижва на запад от Африка, като това започва около 130 миа през долната креда. Към 110 mya между тях е имало открито море. Последната връзка на Южна Америка с която и да е част от Гондвана е била връзката със Западна Антарктида, която е прекъсната през олигоцена, само на 30 mya.

Значение за биогеографията

Когато Гондвана се отделила от Лавразия, еволюцията на повечето животни и растения продължила отделно в двата големи суперконтинента. По-късно, когато Гондвана се разпаднала, повечето от нейните животински и растителни видове също се развили отделно.

Това се случва и в Африка и Индия, когато отдавна са се придвижили на север и са се присъединили към евразийския континент. Това обаче се е случило преди толкова много милиони години, че първоначалният модел вече е трудно забележим. В Австралазия и Южна Америка моделът е ясен.

Бозайниците са добър пример за това. Еутеровите бозайници са се развили в Лавразия, но малко от тях са достигнали Гондвана, преди тя да се отдели. По-ранни групи бозайници все пак са достигнали Гондвана. Това са торбестите, еднокопитните и други (вече изчезнали) терийски бозайници.

Така, когато Южна Америка се е отделила напълно, в нея е имало само по-ранни видове бозайници, включително някои ранни еутерианци като ксенартра. Групите, които са еволюирали по-късно и които доминират в северните континенти, са попаднали в Южна Америка едва по време на Голямата американска размяна.

Ендемичната фауна на Южна Америка

След разпадането на Гондвана в края на мезозоя Южна Америка прекарва по-голямата част от кайнозойската ера като островен континент.

Неговата "великолепна изолация" е позволила на фауната да се развие до много форми, които не се срещат никъде другаде на земята, повечето от които днес са изчезнали.

Ранни бозайници

Първоначално ендемичните бозайници се състоят от метатериански животни (включително торбести, ксенартрани и разнообразна група южноамерикански копитни животни).

Изглежда, че в края на креда или началото на терциера торбестите животни са се придвижили от Южна Америка през Антарктида до Австралазия.

Плъховете (роднини на южноамериканските тинтяви) вероятно са мигрирали по този път по същото време, в посока от Южна Америка към Австралия/Нова Зеландия.

Други таксони, които е възможно да са се разпространили по същия път (ако не с летене или рафтинг), са папагалите, костенурките от вида chelid и (изчезналите) костенурки от вида meiolaniid.

Едно от живите южноамерикански торбести животни, мъничкото Monito del Monte, е по-близко родствено с австралийските торбести, отколкото с други южноамерикански торбести. Тъй като това е най-базалният (= примитивен) австралийски торбест, който познаваме, неговата група вероятно е еволюирала в Южна Америка и след това е колонизирала Австралия.

Вкаменелост от Патагония на възраст 61 миа, наподобяваща платипус, може да е австралийски имигрант.

Сред торбестите в Южна Америка са били didelphimorphs (опосуми), голи опосуми и няколко други малки групи.

Хищници

Някога борхенидите и саблезъбите тилакосмилуси са били смятани за торбести. Те са спарасодонтови метатерианци, сестринска група на торбестите. Спарасодонтите са единствените южноамерикански бозайници, които са се специализирали като хищници. Тяхната относителна неефективност е оставила възможности за изява на хищниците, които не са бозайници, в по-голяма степен от обичайното (подобно на ситуацията в Австралия).

Спарасодонтите са споделяли екологичните ниши за едри хищници със страховитите нелетящи "птици на ужаса" (phorusrhacids), чиито най-близки (живи) роднини са сериемите. Сухоземни крокодили от вида ziphodont също са присъствали поне до средата на миоцена. Някои от водните крокодили в Южна Америка са достигали чудовищни размери, като дължината им е достигала до 12 м.

В небето над Южна Америка в края на миоцена (преди 6 млн. г.) се е издигала най-голямата известна летяща птица - тераторнът Argentavis, с размах на крилете 6 м или повече, който може би е живял отчасти с остатъците от убитите Thylacosmilus.

По-късни тревопасни животни

Ксенартроните са любопитна група бозайници, които са развили морфологични адаптации за специализирана диета много рано в историята си.

Освен тези, които съществуват и днес (броненосци, мравояди и дървесни ленивци), е имало голямо разнообразие от по-големи видове, включително пампатери, подобни на анкилозаври глиптодонти, различни земни ленивци, някои от които са достигали размерите на слонове (напр. Megatherium), и дори полуводни ленивци.

Нотунгулатите и литоптерите имат много странни форми, някои от които са примери за конвергентна еволюция.

И двете групи започват да се развиват през долния палеоцен, вероятно от кондиларт, разнообразяват се, намаляват преди големия обмен и изчезват в края на плейстоцена. Пиротерите и астрапотерите също са били странни, но са били по-малко разнообразни и са изчезнали по-рано, доста преди обмена.

Северноамериканската фауна е типична северна евтерия (допълнена с афротериански хоботници).

Инвазии

След като континентите се съединяват, нашествията от север на юг са многобройни и значителни по своя ефект. Нашествията от юг на север са много по-слаби. Това се вижда най-ясно при бозайниците.

Причини

Предложени са причини за това. Тропическите видове от влажните зони, които се отправят на север, се сблъскват с пустинята или във всеки случай със сухите условия в Мексико, където Трансмексиканският вулканичен пояс, известен още като Сиера Невада (Мексико) или Снежната планинска верига, се простира на 900 км от запад на изток през централно-южно Мексико.

Най-разпространената теория обаче е, че северноамериканската фауна е била "допълвана" от време на време, когато евразийските видове са могли да преминат през Беринговия проток.

Бозайниците са специален случай

Това важи с пълна сила за бозайниците, тъй като еутерианските бозайници са се появили в Азия и са претърпели голяма еволюция, преди да стигнат до Южна Америка. Сухоземните, които първоначално са живели в Евразия, отдавна са били изтласкани и изчезнали. Не е изненадващо, че евтерианците са се справили добре в Южна Америка.

И в Южна Америка, и в Австралазия торбестите животни са слаби хищници. Борхианидите и Тилакосмилус ("торбестият" саблезъб) не са торбести; те са от сродната група на спарасодонтите. За сметка на това в Южна Америка дълго време главните хищници са били птиците терористи (Phorusrhacos).

Всички тези местни форми са унищожени, тъй като се установяват късокраки мечки, вълци, девет вида малки котки, пуми, ягуари, лъвове, саблезъби (Smilodon и Homotherium).

Интересни са успехите в обратната посока. Опосумите, като вирджинския опосум, са добре установени в широк ареал. Те са единственото оцеляло торбесто животно в Северна Америка, въпреки че е имало и други преди човечеството да пристигне в Америка.

Най-големият успех на местните южноамерикански бозайници дълго време е бил надредът Xenarthra, който има две различни групи с големи представители в Северна Америка. Едната група са гигантските земни ленивци, като например мегалонихидът Megalonyx. Тази група е живяла в Северна Америка в продължение на повече от 10 милиона години, доста преди Голямата размяна. Как са попаднали там, не е известно. Те са стигнали до Аляска и Юкон.

Другата група са глиптодонтите, като например Glyptotherium texanum. Те са били големи, тежко бронирани роднини на броненосеца.

Способността на южноамериканските ксенартрани да се конкурират ефективно със северните представлява особен случай. Обяснението за техния успех се крие отчасти в защитата им срещу хищници. Тя се е основавала на телесна броня и/или страховити нокти. За да оцелеят, ксенартраните не са имали нужда от бързи крака или съобразителност. Подобна стратегия може би е била наложена от ниската им метаболитна скорост (най-ниската сред терианите). Ниската скорост на обмяната на веществата на свой ред им е позволявала да се изхранват с по-малко богати и/или по-малко питателни източници на храна. За съжаление защитните приспособления на едрите ксенартрани биха били безполезни срещу хора, въоръжени с копия и други снаряди.