Veľká americká výmena: pliocénne spojenie fauny Severnej a Južnej Ameriky

Keď sa na začiatku jury rozpadol svetový kontinent Pangaea, vznikol veľký južný superkontinent Gondwana. Oddelila sa od Laurasie pred 200 - 180 mil. rokmi.

Postupne sa rozpadla aj Gondwana a nakoniec sa rozpadla na pol tucta kontinentov, ktoré poznáme dnes. Boli to Austrália, Indický subkontinent, Afrika, Madagaskar, Antarktída a Južná Amerika.

Južná Amerika sa posúvala na západ od Afriky od obdobia asi 130 mil. rokov pred Kr. Do 110 mya bolo medzi nimi otvorené more. Posledným spojením Južnej Ameriky s ktoroukoľvek časťou Gondwany bolo spojenie so západnou Antarktídou, ktoré sa prerušilo v oligocéne, len 30 mya.

Význam pre biogeografiu

Keď sa Gondwana oddelila od Laurázie, evolúcia väčšiny živočíchov a rastlín prebiehala oddelene v oboch veľkých superkontinentoch. Neskôr, keď sa Gondwana rozpadla, väčšina jej fauny a flóry sa tiež vyvíjala oddelene.

Tak to bolo aj v Afrike a Indii, keď sa dávno presunuli na sever a pripojili sa k euroázijskému kontinentu. Stalo sa to však pred toľkými miliónmi rokov, že pôvodný vzor je dnes už ťažko viditeľný. V Australázii a Južnej Amerike je vzor jasný.

Dobrým príkladom sú cicavce. Eutherické cicavce sa vyvinuli v Laurasii, ale len málo z nich sa dostalo do Gondwany pred jej oddelením. Skoršie skupiny cicavcov sa na Gondwanu dostali. Boli to vačkovce, jednoprsté a iné (dnes už vyhynuté) teriénne cicavce.

Keď sa teda Južná Amerika úplne oddelila, žili v nej len staršie druhy cicavcov vrátane niektorých raných eutheriánov, ako napríklad Xenarthra. Skupiny, ktoré sa vyvinuli neskôr a ktoré dominujú na severných kontinentoch, sa do Južnej Ameriky dostali až pri Veľkej americkej výmene.

Po neskorom mezozoickom rozpade Gondwany strávila Južná Amerika väčšinu obdobia kainozoika ako ostrovný kontinent.

Jeho "nádherná izolácia" umožnila, aby sa tu vyvinula fauna mnohých foriem, ktoré sa nenachádzajú nikde inde na Zemi a z ktorých väčšina už vyhynula.

Prvé cicavce

Endemické cicavce spočiatku tvorili metateriáni (vrátane vačkovcov, xenarthranov a rozmanitej skupiny juhoamerických kopytníkov).

Zdá sa, že vačkovce sa dostali z Južnej Ameriky cez Antarktídu do Australázie koncom kriedy alebo začiatkom treťohôr.

Krysarovité (príbuzní juhoamerických tinamusov) pravdepodobne migrovali touto cestou približne v rovnakom čase, smerom z Južnej Ameriky do Austrálie/Nového Zélandu.

Ďalšími taxónmi, ktoré sa mohli šíriť rovnakou cestou (ak nie lietaním alebo splavovaním), sú papagáje, chelidové korytnačky a (vyhynuté) meiolaniidné korytnačky.

Jeden žijúci juhoamerický vačkovec, drobný Monito del Monte, je príbuznejší austrálskym vačkovcom ako iným juhoamerickým vačkovcom. Keďže je to najbazálnejší (= najprimitívnejší) austrálsky vačkovec, akého poznáme, jeho skupina sa pravdepodobne vyvinula v Južnej Amerike a potom kolonizovala Austráliu.

61 mil. rokov stará fosília monotrema podobného platypusovi z Patagónie môže byť austrálskym prisťahovalcom.

Medzi vačkovce v Južnej Amerike patrili didelphimorphs (vačice), vačkovce a niekoľko ďalších malých skupín.

Predátori

Borhyaenidy a šabľozubce Thylacosmilus sa kedysi považovali za vačkovce. Sú to sparassodontné metateriany, sesterská skupina vačkovcov. Sparassodonty boli jediné juhoamerické cicavce, ktoré sa špecializovali ako mäsožravce. Ich relatívna neefektívnosť ponechávala príležitosti pre nemasožravé predátory, ktoré boli výraznejšie ako zvyčajne (podobne ako v Austrálii).

Sparassodonty sa delili o ekologické niky pre veľké dravce s obávanými nelietavými "vtákmi hrôzy" (phorusrhacids), ktorých najbližšími žijúcimi príbuznými sú seriemy. Suchozemské zipodontné krokodíly boli tiež prítomné minimálne do stredného miocénu. Niektoré z juhoamerických vodných krokodílov dosahovali monštruózne rozmery s dĺžkou až 12 m.

Na oblohe nad Južnou Amerikou koncom miocénu (pred 6 mil. rokov) sa vznášal najväčší známy lietajúci vták, teratón Argentavis, s rozpätím krídel 6 m alebo viac, ktorý sa možno živil čiastočne zvyškami zabitých Thylacosmilusov.

Neskoršie bylinožravce

Xenarthrany sú zvláštnou skupinou cicavcov, u ktorých sa veľmi skoro v histórii vyvinula morfologická adaptácia na špecializovanú stravu.

Okrem dnes žijúcich druhov (pásavcov, mravencov a stromových leňochov) sa vyskytovali aj rôzne väčšie druhy, vrátane pampatherov, glyptodontov podobných ankylosaurom, rôznych pozemných leňochov, z ktorých niektoré dosahovali veľkosť slonov (napr. Megatherium), a dokonca aj polokvapalných leňochov.

Notoungulates a litopterns mali mnoho zvláštnych foriem, niektoré príklady konvergentnej evolúcie.

Obe skupiny sa začali vyvíjať v spodnom paleocéne, pravdepodobne z kondylartu, diverzifikovali sa, pred veľkou výmenou sa zmenšili a vyhynuli na konci pleistocénu. Pyrotheres a astrapotheres boli tiež zvláštne, ale boli menej diverzifikované a vymizli skôr, dávno pred výmenou.

Severoamerická fauna bola typická severská eutéria (doplnená afroteriánskymi proboscidmi).

Keď sa kontinenty spojili, invázie zo severu na juh boli početné a mali významný vplyv. Invázie z juhu na sever boli oveľa menej významné. Najzreteľnejšie je to vidieť na cicavcoch.

Dôvody

Boli navrhnuté dôvody tohto stavu. Mokraďové tropické druhy, ktoré sa vydali na sever, sa stretli s púštnymi alebo v každom prípade suchými podmienkami v Mexiku, kde sa Transmexický vulkanický pás, známy aj ako Sierra Nevada (Mexiko) alebo Snežné pohorie, tiahne 900 km od západu na východ cez stredné a južné Mexiko.

Najrozšírenejšou teóriou však je, že severoamerická fauna sa z času na čas "doplnila", keď sa euroázijské druhy mohli dostať cez Beringov prieliv.

Cicavce sú osobitným prípadom

To platí s plnou silou pre cicavce, pretože eutheriánske cicavce vznikli v Ázii a prešli veľkým vývojom, kým sa dostali do Južnej Ameriky. Vačkovce, ktoré pôvodne žili v Eurázii, boli dávno predtým vytlačené a vyhynuli. Nie je prekvapujúce, že sa eutheriánom v Južnej Amerike darilo.

Predátori v Južnej Amerike aj v Austrálii boli slabí. Borhyaenidy a Thylacosmilus ("vačkovec" sabretooth) neboli vačkovce; boli to príbuzné skupiny, sparassodonti. Naopak, v Južnej Amerike boli dlho vrcholovými predátormi hrôzostrašné vtáky (Phorusrhacos.

Všetky tieto pôvodné formy boli vyhubené, keď sa presadili medvede krátkočelé, vlci, deväť druhov malých mačiek, pumy, jaguáre, levy, šabretooty (Smilodon a Homotherium).

Zaujímavé sú úspechy v opačnom smere. Oposum, ako napríklad Oposum virgínsky, je dobre usadený v širokom areáli. Sú jediným žijúcim vačkovcom v Severnej Amerike, hoci pred príchodom ľudstva do Ameriky existovali aj iné.

Dlhý čas bol na vrchole úspešnosti pôvodných juhoamerických cicavcov nadrad Xenarthra, ktorý mal v Severnej Amerike dve rôzne skupiny s veľkými zástupcami. Jednou skupinou boli obrovské pozemné leňochody, ako napríklad megalonyx Megalonyx. Táto skupina žila v Severnej Amerike viac ako 10 miliónov rokov, teda dávno pred Veľkou výmenou. Ako sa tam dostali, nie je známe. Dostali sa až na sever Aljašky a Yukonu.

Ďalšou skupinou boli glyptodonti, ako napríklad Glyptotherium texanum. Boli to veľkí, silne obrnení príbuzní pásovcov.

Schopnosť xenarthranov Južnej Ameriky účinne konkurovať severanom predstavuje osobitný prípad. Vysvetlenie ich úspechu spočíva čiastočne v ich obrane proti predátorom. Tá bola založená na telesnom pancieri a/alebo hrozivých pazúroch. Na prežitie xenarthranov nebolo potrebné, aby boli obratní alebo rýchlonohí. K takejto stratégii ich možno prinútila ich nízka rýchlosť metabolizmu (najnižšia medzi teriérmi). Nízka rýchlosť metabolizmu im zase umožňovala živiť sa menej bohatými a/alebo menej výživnými zdrojmi potravy. Nanešťastie, obranné prispôsobenia veľkých xenarthranov by boli proti ľuďom vyzbrojeným oštepmi a inými projektilmi nepoužiteľné.