Suuri Amerikan eläimistövaihto
Suuri amerikkalainen vaihtuminen oli tärkeä zoogeografinen tapahtuma noin kolme miljoonaa vuotta sitten. Maa- ja makean veden eläimistö vaelsi Pohjois-Amerikan ja Etelä-Amerikan välillä.
Muuttoliike tapahtui plioseenin aikana, 3,6-2,6 miljoonaa vuotta sitten (mya). Tuliperäinen Panaman kannas nousi merenpohjasta ja yhdisti nämä kaksi mannerta.
Maasilta nykyisen Panaman alueella yhdisti neotrooppisen (suunnilleen Etelä-Amerikka) ja nearktisen (suunnilleen Pohjois-Amerikka) ekovyöhykkeen muodostaen Amerikan.
Vuorovaikutus näkyy sekä stratigrafiassa että luonnossa. Se vaikuttaa dramaattisimmin nisäkkäiden levinneisyyteen, mutta myös heikosti lentävät tai lentokyvyttömät linnut, matelijat, sammakkoeläimet, niveljalkaiset ja jopa makean veden kalat vaelsivat.
Pohjois- ja Etelä-Amerikan eläimistön erot olivat olleet tiedossa jo jonkin aikaa. Sekä Humboldt että Darwin keskustelivat siitä. "Biogeografian isä" Alfred Russel Wallace esitteli vaihtelun käsitteenä kokonaisuudessaan vuonna 1876. Wallace oli viettänyt vuodet 1848-1852 tutkimalla ja keräämällä näytteitä Amazonin altaassa. Seuraavalla vuosisadalla tapahtuman ymmärtämiseen vaikuttivat merkittävästi myös Florentino Ameghino ja George Gaylord Simpson.
Samanlaisia vaihtoja tapahtui jo aiemmin kainotsooisella kaudella, kun entiset Gondwanan mantereet Intia ja Afrikka tulivat kosketuksiin Euraasian kanssa noin 50 ja 30 mya.
Esimerkkejä vaeltavista lajeista molemmilla Amerikan mantereilla. Oliivinvihreät siluetit = pohjoisamerikkalaiset lajit, joilla on eteläamerikkalaisia esi-isiä; siniset siluetit = eteläamerikkalaiset lajit, jotka ovat peräisin Pohjois-Amerikasta.
Laattatektoniikka
Kun maailmanlaajuinen mantere Pangaian manner hajosi jurakauden alussa, syntyi suuri eteläinen superkontinentti Gondwana. Se erosi Laurasiasta 200-180 mya.
Myös Gondwana hajosi vaiheittain, ja lopulta siitä muodostui puoli tusinaa nykyisin tunnettua maanosaa. Ne olivat Australaasia, Intian niemimaa, Afrikka, Madagaskar, Etelämanner ja Etelä-Amerikka.
Etelä-Amerikka ajautui Afrikasta länteen alkaen noin 130 mya:n aikoihin alemmalla liitukaudella. Niiden välissä oli avomeri 110 mya:n aikaan. Viimeinen yhteys Etelä-Amerikan ja Gondwanan minkään osan välillä oli yhteys Länsi-Antarktikseen, joka katkesi vasta 30 mya:n aikana, oligoseenikaudella.
Merkitys luonnonmaantieteen kannalta
Kun Gondwana erosi Laurasiasta, useimpien eläinten ja kasvien evoluutio jatkui erillään kahdessa suuressa superkontinenteissa. Myöhemmin, kun Gondwana hajosi, myös suurin osa sen eläimistöstä ja kasvistosta kehittyi erillään.
Näin on myös Afrikassa ja Intiassa, kun ne siirtyivät pohjoiseen ja liittyivät Euraasian mantereeseen kauan sitten. Tämä tapahtui kuitenkin niin monta miljoonaa vuotta sitten, että alkuperäistä kuviota on nyt vaikea nähdä. Australiassa ja Etelä-Amerikassa kuvio on selvä.
Nisäkkäät ovat hyvä esimerkki. Euterilaiset nisäkkäät kehittyivät Laurasiassa, mutta vain harvat pääsivät Gondwanaan ennen sen erottamista. Aikaisemmat nisäkäsryhmät pääsivät Gondwanaan. Niitä olivat pussieläimet, yksijalkaiset ja muut (nykyään sukupuuttoon kuolleet) terian nisäkkäät.
Kun Etelä-Amerikka oli täysin erillään, siellä oli siis vain varhaisempia nisäkäslajeja, mukaan lukien joitakin varhaisia eutereja, kuten Xenarthra. Myöhemmin kehittyneet ryhmät, jotka hallitsevat pohjoisia mantereita, pääsivät Etelä-Amerikkaan vasta Suuren Amerikan-vaihdon kautta.
Etelä-Amerikan endeeminen eläimistö
Mesotsooisen ajan lopulla tapahtuneen Gondwanan hajoamisen jälkeen Etelä-Amerikka vietti suurimman osan kainotsooisesta ajasta saarimannerina.
Sen "loistava eristyneisyys" mahdollisti eläimistön kehittymisen moniin muotoihin, joita ei löydy missään muualla maapallolla ja joista suurin osa on nykyään sukupuuttoon kuollut.
Varhaiset nisäkkäät
Alkuperäiset nisäkkäät koostuivat alun perin metateriaaneista (mukaan luettuina pussieläimet, ksenarttyyrit ja erinäinen joukko eteläamerikkalaisia sorkkaeläimiä).
Marsupiaalit näyttävät kulkeneen Etelä-Amerikasta Etelämantereen kautta Australaasiaan liitukauden lopulla tai tertiäärikauden alussa.
Ratiitit (eteläamerikkalaisten tinamousien sukulaiset) ovat luultavasti muuttaneet tätä reittiä samoihin aikoihin Etelä-Amerikasta kohti Australiaa ja Uutta-Seelantia.
Muita taksoneita, jotka ovat saattaneet levittäytyä samaa reittiä (jos eivät lentäen tai koskea pitkin), ovat papukaijat, kelidikilpikonnat ja (sukupuuttoon kuolleet) meiolaniidikilpikonnat.
Yksi elossa oleva eteläamerikkalainen pussieläin, pikkuruinen Monito del Monte, on läheisempää sukua australialaisille pussieläimille kuin muille eteläamerikkalaisille pussieläimille. Koska se on kaikkein "alkeellisin" (= alkukantaisin) tuntemamme australialaiseläin, sen ryhmä on luultavasti kehittynyt Etelä-Amerikassa ja asuttanut sitten Australian.
Patagonian 61 mya:n ikäinen platypuksen kaltainen monotreme-fossiili saattaa olla australialainen maahanmuuttaja.
Etelä-Amerikan marsupiaaleihin kuuluivat didelphimorphit (opossumit), opossumit ja useat muut pienet ryhmät.
Predators
Borhyaenideja ja sapelihammas Thylacosmilusta pidettiin aikoinaan koiraeläiminä. Ne ovat sparassodonttisia metateriaaleja, jotka ovat marsupiaalien sisäryhmä. Sparassodontit olivat ainoat Etelä-Amerikan nisäkkäät, jotka erikoistuivat lihansyöjiksi. Niiden suhteellinen tehottomuus jätti muille kuin nisäkkäiden petoeläimille tilaisuuksia esiintyä tavallista enemmän (kuten Australiassa).
Sparassodontit jakoivat suurpetojen ekologisen markkinaraon pelottavien lentokyvyttömien "kauhulintujen" (phorusrhacidien) kanssa, joiden lähimmät jäljellä olevat (elävät) sukulaiset ovat seriemat. Maalla eläviä ziphodonttikrokotiileja esiintyi myös ainakin keskimmäiseen miojeniin asti. Jotkin Etelä-Amerikan vesikrokotiileista saavuttivat hirvittävän koon, jopa 12 metrin pituuden.
Etelä-Amerikan myöhäismioseenisen Etelä-Amerikan taivaalla (6 miljoonaa vuotta sitten) leijaili suurin tunnettu lentävä lintu, teratorn Argentavis, jonka siipiväli oli vähintään 6 metriä ja joka on saattanut elää osittain Thylacosmilus-lajin tappojen jäänteillä.
Myöhemmin kasvinsyöjät
Xenarthranit ovat erikoinen nisäkäsryhmä, joka on kehittänyt morfologisia sopeutumisia erikoistuneeseen ruokavalioon jo hyvin varhaisessa vaiheessa.
Nykyisin elävien liskojen (vyötiäiset, muurahaiskarhut ja puuliskot) lisäksi oli olemassa suuri määrä erilaisia suurempia lajeja, kuten pampatereita, ankylosauruksen kaltaisia glyptodontteja, erilaisia maaoravia, joista jotkut olivat norsun kokoisia (esim. Megatherium), ja jopa puolivesiliskoja.
Nukke- ja sorkkaeläimillä oli monia outoja muotoja, jotka olivat esimerkkejä konvergentista evoluutiosta.
Molemmat ryhmät alkoivat kehittyä alempana paleoseenikaudella, mahdollisesti kondylarttisten kantojen pohjalta, monipuolistuivat, vähenivät ennen suurta vaihtoa ja kuolivat sukupuuttoon pleistoseenikauden lopussa. Pyroterit ja astrapterit olivat myös outoja, mutta ne olivat vähemmän monimuotoisia ja hävisivät aikaisemmin, paljon ennen vaihtumista.
Pohjois-Amerikan eläimistö oli tyypillistä pohjoista eutheriaa (täydennettynä afroterialaisilla proboscideilla).
Sapelihammas "pussieläin" †Thylacosmilus
Litoptern †Macrauchenia
Myrmecophaga tridactyla , Etelä-Amerikan varhaisen kainozooisen eläimistön suurin elävä jälkeläinen.
Monito del Monte bambukasvilla: näyttää hiireltä, mutta on alkeellinen australialaistyyppinen pussieläin eteläisten Andien lauhkeissa sademetsissä.
Borhyaenid Lycopsis -lajin laji
Invasions
Kun mantereet oli yhdistetty, pohjoisesta etelään suuntautuneet hyökkäykset olivat lukuisia ja vaikutuksiltaan merkittäviä. Hyökkäykset etelästä pohjoiseen olivat paljon vähemmän merkittäviä. Tämä näkyy selvimmin nisäkkäissä.
Syyt
Tähän on esitetty syitä. Pohjoiseen suuntautuvat trooppiset kosteikkolajit kohtasivat aavikon tai ainakin kuivat olosuhteet Meksikossa, jossa Meksikon ylittävä tulivuorivyöhyke, joka tunnetaan myös nimellä Sierra Nevada (Meksiko) tai Snowy Mountain Range, ulottuu 900 kilometriä lännestä itään Meksikon keski- ja eteläosien halki.
Ylivoimaisesti yleisin teoria on kuitenkin se, että Pohjois-Amerikan eläimistöä "täydennettiin" ajoittain aina silloin, kun Euraasian lajit pääsivät Beringinsalmen yli.
Nisäkkäät erityistapaus
Tämä koskee nisäkkäitä, koska euterilaiset nisäkkäät ovat peräisin Aasiasta, ja ne olivat käyneet läpi paljon evoluutiota ennen kuin ne saapuivat Etelä-Amerikkaan. Alun perin Euraasiasta kotoisin olleet marssupiaalit olivat jo kauan ennen sitä syrjäytyneet kilpailusta ja kuolleet sukupuuttoon. Ei ole yllättävää, että eutheriaanit pärjäsivät hyvin Etelä-Amerikassa.
Sekä Etelä-Amerikan että Australaasian marsupiaalit olivat heikkoja saalistajia. Borhyaenidit ja Thylacosmilus (sapelihammas) eivät olleet marsupiaaleja, vaan ne kuuluivat sukulaisryhmään, sparassodonteihin. Sen sijaan Etelä-Amerikassa kauhulinnut (Phorusrhacos) olivat pitkään huippupetoja.
Kaikki nämä alkuperäiset muodot hävisivät, kun lyhytkasvuiset karhut, sudet, yhdeksän pienkissalajia, puumat, jaguaarit, leijonat ja sapelihampaat (Smilodon ja Homotherium) vakiinnuttivat asemansa.
Vastakkaiseen suuntaan saavutettu menestys on mielenkiintoista. Opossumit, kuten Virginian opossumi, ovat vakiintuneet laajalle alueelle. Ne ovat ainoa Pohjois-Amerikassa elossa oleva koiraeläin, vaikka niitä oli muitakin ennen kuin ihmiskunta saapui Amerikkaan.
Etelä-Amerikan nisäkkäiden menestyksen kärjessä oli pitkään yläluokka Xenarthra, jolla oli kaksi eri ryhmää, joilla oli suuria edustajia Pohjois-Amerikassa. Toinen ryhmä oli jättimäiset maaoravat, kuten megalonyhidi Megalonyx. Tämä ryhmä eli Pohjois-Amerikassa yli 10 miljoonan vuoden ajan, kauan ennen suurta vaihtoa. Sitä, miten ne joutuivat sinne, ei tiedetä. Ne pääsivät aina Alaskaan ja Yukoniin asti.
Toinen ryhmä oli glyptodontit, kuten Glyptotherium texanum. Ne olivat suuria, raskaasti panssaroituja vyötiäisen sukulaisia.
Etelä-Amerikan muukalaisrotujen kyky kilpailla tehokkaasti pohjoisia vastaan on erityistapaus. Niiden menestys selittyy osittain niiden puolustautumisella saalistusta vastaan. Se perustui vartalon panssarointiin ja/tai mahtaviin kynsiin. Selviytyäkseen ksenartralaisten ei tarvinnut olla nopeajalkaisia tai älykkäitä. Tällaisen strategian on saattanut pakottaa ne alhaisen aineenvaihduntanopeutensa vuoksi (se oli alhaisin teriineistä). Alhainen aineenvaihduntanopeus puolestaan mahdollisti sen, että ne pystyivät selviytymään vähäravinteisemmistä ja/tai vähemmän ravitsevista ravinnonlähteistä. Valitettavasti suurikokoisten ksenartralaisten puolustussopeutuminen olisi ollut hyödytöntä keihäillä ja muilla ammuksilla varustettuja ihmisiä vastaan.
Kysymyksiä ja vastauksia
Q: Mikä on Suuri amerikkalainen vaihto?
A: Suuri Amerikan-vaihto oli tärkeä zoogeografinen tapahtuma, joka tapahtui noin kolme miljoonaa vuotta sitten, kun maa- ja makean veden eläimistö vaelsi Pohjois-Amerikan ja Etelä-Amerikan välillä.
K: Milloin tämä vaellus tapahtui?
V: Muuttoliike tapahtui plioseenin aikana, 3,6-2,6 miljoonaa vuotta sitten (mya).
K: Miten se tapahtui?
V: Se tapahtui, kun tuliperäinen Panaman kannas nousi merenpohjasta ja yhdisti kaksi maanosaa, jolloin neotrooppinen (suunnilleen Etelä-Amerikka) ja nearktinen (suunnilleen Pohjois-Amerikka) ekovyöhyke yhdistyivät ja muodostivat Amerikan.
K: Mitä vaikutuksia sillä oli?
V: Se vaikutti dramaattisimmin nisäkkäiden levinneisyyteen, mutta myös heikosti lentävät tai lentokyvyttömät linnut, matelijat, sammakkoeläimet, niveljalkaiset ja jopa makean veden kalat vaelsivat.
K: Kuka keskusteli ensimmäisenä tästä käsitteestä?
V: Alfred Russel Wallace, joka oli viettänyt vuodet 1848-1852 tutkimalla ja keräämällä näytteitä Amazonin altaassa, esitteli käsitteen kokonaisuudessaan vuonna 1876.
K: Oliko vastaavia vaihtoja aiemmin historiassa?
V: Kyllä, samanlaisia vaihtoja tapahtui aikaisemmin historiassa, kun Intia ja Afrikka olivat yhteydessä Euraasiaan noin 50 mya ja 30 mya.
