ההחלפה האמריקנית הגדולה
ההחלפה הגדולה

היווצרות מצר פנמה הובילה לגל האחרון והבולט ביותר של הגירת בעלי חיים, לפני כ-3 מיליוני שנים. הגירה זו כללה מעבר של פרסתנים צפון אמריקניים (כגון מיני גמליים, טפיר, אייליים וסוסיים), בעלי חדק (כגון גומפותריום), טורפים (כולל חתוליים כגון פומה ושנחרבים, כלביים, סמוריים, ראקוניים ודוביים) ומספר סוגי מכרסמים לתוך אמריקה הדרומית. המינים הבולטים שהיגרו בכיוון ההפוך מלבד עצלנאי קרקע ועופות האימה היו גליפטידוניים, ארמדילי ענק, מין הדומה לקפיבארה ומיקסוטוקסודון, הפרסתן הדרום אמריקני היחיד שפלש לאמריקה המרכזית.
במשך הזמן, המינים הנאוטרופים (הדרום אמריקנים) זכו להצלחה פחותה בהרבה מאשר המינים הנארקטים (הצפון אמריקנים) וזאת בשתי האמריקות. במקרים רבים, בעלי חיים שהיגרו צפונה לא הצליחו להתחרות על משאבים מול המינים הצפון אמריקנים שכבר תפסו את אותה גומחה אקולוגית. אלו שכן הצליחו להתקיים, התפתחו למגוון מועט מדי של צורות. בעלי החיים שהיגרו דרומה לעומת זאת, התבססו במספרים גדולים יותר והתפתחותם הייתה מגוונת במידה ניכרת עד כדי כך שההשערה היא שהם גרמו להכחדתם של מינים מהפאונה הדרום אמריקנית בשיעור ניכר. אין בנמצא הכחדה של מין צפון אמריקני שאפשר לייחסה להגירה מדרום. עופות האימה הצליחו להתבסס בחלקים מאמריקה הצפונית, אך הייתה זו הצלחה זמנית בלבד - תוך כמיליון שנים נכחדה המשפחה כולה. הטורפים הגדולים והפרסתנים לא זכו להצלחה גדולה יותר ושרדו לכל המאוחר עד הפליסטוקן. מצד שני, מינים מעל-הסדרה חיות כיס אמריקניות שרדו במספרים גדולים, ודלשינאים נחשבים לפולשים המוצלחים ביותר לאמריקה הצפונית (בעיקר ארמדיל טאטו). מינים שהיגרו לאמריקה הדרומית מאפריקה ולא היגרו צפונה (כגון קופים רחבי-אף ורוב מיני הקפיבארה), הושפעו פחות מהפלישה הצפונית.
הגל הראשוני של טורפים שהיגרו מאמריקה הצפונית השתלט במהירות על הגומחות האקולוגיות של הטורפים הדרום אמריקנים וגרם להיעלמם של הפורוסרקוסיים ושל שן החרביים (הכיסאים) כמו גם של מיני ראקוניים גדולים כמו הצ'מפלמלניה. היעדרה של תחרות מההתחלה והימצאותו של טרף רב אפשרה את התפתחותו המהירה של הסוג דוב קצר-פנים לטורף היבשתי הגדול אי פעם. מינים מאוחרים יותר של הדוב הלכו וקטנו, והפכו לאוכלי-כל, כנראה בשל עלייה בתחרות מצד טורפים שהיגרו דרומה מאוחר יותר. בניגוד לכך, הטיגריס השנחרבי המשיך לגדול והגיע לשיאו במין Smilodon populator שמשקלו היה למעלה מ-400 ק"ג והוא החתול הגדול ביותר שהתקיים.
הגומחה האקולוגית היחידה באמריקה הדרומית שנשארה בשליטת בעלי החיים המקומיים הייתה זו של אוכלי עשב גדולים. עובדה זו נמשכה עד לפני 12 אלף שנים, אז חיו באמריקה הדרומית כ-25 מיני אוכלי צמחים שמשקלם מעל אלף ק"ג. מינים אלו כללו עצלני קרקע, גליפטודוניים, וטוקסודון (יונק גדול דמוי קרנף), כמו גם גומפותריומיים וגמליים שהיגרו מהאזור הנארקטי. המינים הדרום אמריקאים היוו כ-75% מכללם, אולם רובם לא שרדו מעבר לתקופה זו.
נוכחותם של ארמדילים, אופוסומים ודרבנים באמריקה הצפונית היום מוסברת על ידי ההגירה המתוארת כאן. אופוסומים ודרבנים נמנים בין הפולשים צפונה המוצלחים ביותר והם הגיעו עד לקנדה ואלסקה. קבוצות גדולות של דלשינאים התקיימו באמריקה הצפונית עד לסוף הפליסטוקן. בקרב בעלי החיים הגדולים, המהגרים המוצלחים היו עצלנאי קרקע, כשהמגלוניקס התפשט צפונה עד יוקון ואלסקה.
מהיונקים שהיגרו דרומה, האוגריים בולטים בהצלחתם הן במספר המינים שהתפתחו והן בתפוצה המרחבית (ובייחוד בני הקבוצה אוגרי העולם החדש). דוגמאות נוספות לפולשים צפון אמריקנים שהתפתחו בהצלחה הם כלביים ואייליים, כאשר באמריקה הדרומית קיימים יותר מיני כלביים מאשר כל יבשת אחרת, והאייליים התפתחו באמריקה הדרומית ליותר סוגים מאשר באמריקה הצפונית.
ההשפעה של היווצרות מצר פנמה על החיים בים הייתה הפוכה מזו של חיי היבשה, כיוון שהוא ניתק את החיבור בין הים הקריבי והאוקיינוס השקט. ההפרדה הזו גרמה להתפתחות נפרדת של מינים משני צידי המצר. בנוסף, המינים שנותרו בצד הקריבי נאלצו להסתגל למים דלים יותר בחומרי מזון לאחר שנחסם זרם עליית מי העומק מהאוקיינוס השקט.