Големият американски обмен на видове е важно палеозоогеографско събитие, при което се наблюдава усилен обмен на сухоземни и сладководни видове от Южна Америка към Северна и обратно.

Причината за това е възникването на вулканична активност в района на съвременния Панамски провлак и осигуряването на първични мостове, свързващи двата съвременни континента. Пикът на миграцията от север на юг и обратно е бил преди около 3 млн. години. Свързването на двата континента е причина за връзка между неотропичната и неарктичната езокони и окончателното формиране на съвременна Америка. Обменът на видове в миналото днес е видим и в двете части, при което се формира една уникална фауна в част от Западното полукълбо. Най-драматичен е ефектът от обмена на видове сред бозайниците, но е видим и сред останалите гръбначни като птици, влечуги, земноводни, сладководни риби, както и членестоноги.

Виждането сред научните среди за обмена на видове между Америките започва от 1876 година. Пръв Алфред Уолъс стига до тази идея в резултат на пребиваването си в района на Амазонка в периода 1848 – 1852 г.. Други изследователи като Флорентино Амегино, Уилям Дилър Матю, Уилям Бериман Скот, Браян Патерсън, Джордж Гейлорд Сшмсън и други подкрепят идеята и доразвиват твърдението.

По подобен начин обмяна на видове настъпва по-рано в неозоя, когато изолираните дотогава Индийски субконтинент и Африка се сблъскват с Евразия преди около 50 до 30 милиона години.

Южноамериканска ендемична фауна

След разкъсването на суперконтинента Гондвана в края на мезозоя, Южна Америка остава изолиран континент без сухоземна връзка. Така по време на неозоя тя остава в т.нар. „островна изолация“. Видовете, оказали се без връзка със свои родствени, еволюират по уникален начин. Много от тях обаче днес са изчезнали.. От едемичните бозайници на континента са представителите на инфраклад Metatheria (двуутробни торбести и южноамерикански саблезъби торбести котки), непълнозъби и различни групи местни копитни: нотоунгулата (т.нар. „южни копитни“), литоптерна, астрапотерия (в т.ч. тригоностилопс, астрапотериум) и пиротерии (e.g. Pyrotherium). Представителите на еднопроходните, гондванатериите и многотуберкуловите доживяват до палеоген, но не успяват да оцелеят след този период.

Торбестите бозайници са преминали през древен път остатък от разкъсването на Гондвана от Южна Америка през Антарктида до Австралия. Вероятно това става в късна креда и ранен терциер. Пример за това е единствения днес съществуващ вид Чилийски посум, който е в много по-тясна връзка с австралийските торбести, отколкото със съвременните американски торбести. Предполага се, че съвремените торбести са възникнали на територията на Южна Америка и колонизират Австралия, където процъфтяват милиони години. За разлика от тях еднопроходните извършват точно обратната миграция – от Австралия към Южна Америка. Вероятно подобно на торбестите бозайници и щраусовите птици мигрират в посока Австралия и Нова Зеландия. Същият път използват и различни папагалови птици, змиеврати костенурки и изчезналите днес костенурки от семейство Meiolaniidae.

Метатериите са единствените бозайници в Южна Америка, които еволюират в хищници. Те обаче не са върховните хищници на континента и по начина си на развитие много наподобяват на развитието на хищните торбести в Австралия. Саблезъбите торбести са споделяли екологична ниша с гигантските хищни птици Фуроракос, чиито техен далечен роднина са представителите на семейство Кариамови. В небесата на Южна Америка преди около 6 милиона години летели най-едрите известни летящи птици. Това била птицата аргентавис, която подобно на съвременните лешояди се е хранила с остатъци от плячката на саблезъбите торбести. До средата на миоцен на сушата са ловували и сухоземните крокодили от род Quinkana. Някои южноамерикански водни крокодили като тези от родовете Gryposuchus, Mourasuchus и Purussaurus достигат гигантски размери от над 12 метра дължина. Те споделят водните басейни заедно с най-голямата известна до момента костенурка Stupendemys достигаща размери от 3,3 метра.

Непълнозъбите представляват интересна група бозайници, които рано в своето филогенично развитие придобиват морфологични особености към строго специфична храна. В допълнение на съществуващите видове от групата (броненосци, мравояди и дървесни ленивци) в миналото е съществувало огромно разнообразие от видове. Такива са изчезналите семейства на броненосците Pampatheriidae и Glyptodontidae, различни видове гигантски ленивци, някои достигащи размери на съвременните слонове и някои полуводни морски видове ленивци от род Thalassocnus.

Южноамериканските копитни бозайници придобиват различни интересни форми като например макрохенията, която наподобявала на външен вид на камила с къс хобот. Някои от представителите им развиват сходни на други видове форми от други части на света. Това е пример за паралелна или конвергентна еволюция. Такива са тоатериите, които били еднокопитни подобно на съвременните коне, представителите на род Pachyrukhos наподобявали на днешните зайци. Животните от род Homalodotherium използвали задните си крайници за ходене, а с предните само си помагали като с това наподобявали на бозайниците от семейство Chalicotheriidae от Северното полукълбо. Тригодонът наподобявал на днешните носорози.

В Северна Америка фауната е представена от бозайници от надразред Boreoeutheria, както и хоботни бозайници от надразред Afrotheria.

Ранни инвазии към Южна Америка

Първите заселвания на бозайници с произход извън Южна Америка започват преди около 40 – 45 милиона години (в средата на еоцен), когато предците на представителите на парвразред Caviomorpha достигат до континента. Последващата им бурна адаптивна радиация води до изместване от екологичната ниша на някои местни торбести и възникването на видове, чиито наследници днес са капибара, чинчили, вискача и дървесни бодливи свинчета. Развитието на бодливите свинчета от новия свят е пореден пример за паралелна еволюция с бодливите свинчета от Стария свят. Вероятно предците на съвременните видове са с произход от Азия или Африка. Възможни са два предполагаеми пътя по-които гризачите да са се добрали до изолираната Южна Америка. Единият е от Западна Африка към крайния североизточен ъгъл на съвременна Бразилия като използват благоприятни морски течения и нововъзникнали архипелази при континенталния дрифт при все още сравнително краткото разстояние между двата континента. Пример за такъв архипелаг е Сао Педро и Сао Пауло намиращ се в зоната на най-краткото разстояние между Африка и Южна Америка. Друг възможен път е от Африка през Антарктида и от там до Южна Америка. В този период Антарктида е била сравнително близко между двата континента и е могла да послужи като мост между тях. Възможно е и съвсем случайно попаднала на плаващ дънер бременна женска да е достигнала бреговете на континента. Гризачите бързо заселват новата за тях земя като колонизират и Антилските острови и достигат до Бахамите. Някои видове достигат гигантски размери като се конкурират за храна с местните копитни. Вероятно на това се дължи и сравнителното намаляване на разнообразието от копитни южноамерикански бозайници в началото на олигоцен.

По-късно, вероятно преди около 30 милиона години и приматите последват миграционния път на гризачите в посока Южна Америка. Вероятно първите заселници на континента са представители на дребен по размери вид. Поради факта, че съвременните видове притежават сравнително ниска степен на конкурентност помежду си е напълно вероятно всички те да са произлезли от един общ вид. Адаптивната радиация на представителите му е довела до видообразуване преди около 18 милиона години в епохата на ранен миоцен.. Най-примитивните примати в Южна Америка вероятно са наподобявали на представителите на род титита и бързо успяват да колонизират големите антилски острови Куба, Испаньола и Ямайка.

Костенурките също достигат до територията на Южна Америка през олигоцен. Дълго време се е смятало, че са мигранти от Северна Америка, но скорошен сравнителен генетичен анализ стига до заключението, че съвременните южноамерикански костенурки от род Chelonoidis са тясно свързани с африканския род Kinixys. Макар че пътят на разпространение е през формиращия се Атлантически океан и е доста по-труден от Карибския път то вероятно костенурките достигат до Южна Америка носени от океански течения. Освен това те могат да оцелеят без храна в продължение на половин година. Допълнително южноамериканските костенурки успяват да колонизират Антилските и Галапагоските острови. Сцинковите гущери от родовете Mabuya и Trachylepis са колонизирали Южна Америка отново след като мигрират от Африка. Това става преди около 9 милиона години като за трамплин използват архипелага Фернандо ди Нороня.

Най-ранните мигранти бозайници от Северна Америка са представителите на семейство Енотови, които използват възможността на възникващия сухоземен мост на юг да колонизират Южна Америка преди около 7 милиона години. Те представляват и първите плацентни хищници в Южна Америка, които еволюират в различни видове, повечето от тях днес измрели. Такива са например кучеподобните коати от род Cyonasua, които постепенно се развиват в подобните на мечки видове от род Chapalmalania. Въпреки новите местообитания вероятно всички гигантски енотови са възникнали на територията на Северна Америка. Предполага се, че първите южноамерикански енотови видове са допринесли за изчезването на крокодилите от род Sebecidae в резултат на системното изравяне на гнездата и изяждането на яйцата им. Енотовите бозайници вероятно са последвани от северноамериканските представители на семейство скунксови както и от предшествениците на гризачите от подсемейство Sigmodontinae (въпреки че не всички учени предполагат толкова ранно заселване на сигмодонтите). От тях представителите на триб Oryzomyini успяват да колонизират Малките Антили до Ангуила.

Представители на близкородствените семейства Megalonychidae и Mylodontidae известни като земни ленивци започват да колонизират Северна Америка преди около 9 милиона години. Видовете от Megalonychidae колонизират Антилите още в ранен миоцен. Видовете от Megatheriidae мигрират на север едва след формирането на провлака. Това става преди около пет милиона години заедно с гигантските птици Фуроракос.

Карибските острови са населени основно от южноамерикански видове. Въпреки че са еднакво близо до двата континента причината за това се дължи на благоприятните морски течения, които позволяват на видовете от Южна Америка да откриват и населват нови територии. Изключение от това правило е заселването на Ямайка от хомякковиден гризач от северноамериканския род Oryzomyis. Това става обаче едва след като представители населват Южна Америка и от там проникват към Антилите.

Същински американски обмен

Окончателното формиране на Панамския провлак довежда до последната и най-ясно забележима обмяна на видове между двете континентални суши на Новия свят преди около 3 милиона години. Този обмен включва имиграция на видове както от Северна Америка към Южна, така и в обратна посока. Северноамериканските бозайници нахлули на юг са от представителите на камили, тапири, елени, коне, хоботни, разнообразни хищници (котки, включително и саблезъби, кучета, порови, енотови и мечки) и гризачи. От Южна Америка на север освен земните ленивци и фороракоси мигрират и глиптодонти, пампатерии, капибари и копитното Mixotoxodon larensis, което е и единственото южноамериканско копитно населило Северна Америка.