thumb|300px|Ilustración del intercambio faunístico americano tras el surgimiento de Centroamérica. Las siluetas de los animales de origen sudamericano en verde y las de origen norteamericano en azul. El Gran Intercambio Biótico Americano (GABI, por sus siglas en inglés) fue un importante evento paleozoogeográfico en el que la fauna terrestre y dulceacuícola emigró de América del Norte a través de Centroamérica hacia América del Sur y viceversa, como resultado del surgimiento del istmo de Panamá entre las mitades boreal y austral del actual continente americano, que hasta entonces constituían continentes separados. La migración culminó hace aproximadamente tres millones de años en el Piacenziense, en la segunda mitad del Plioceno.
Este evento significó la interacción de la región biogeográfica Neotropical (América del Sur) y la Neártica (América del Norte) para formar definitivamente el conjunto biogeográfico de las Américas. El intercambio es visible a partir de la observación de la estratos geológicos y del atento estudio de la fauna de ambos subcontinentes. Su efecto es más importante sobre la distribución de los mamíferos, pero también dio una oportunidad única para expandirse a aves, artrópodos, reptiles, anfibios e incluso permitió la migración de peces de agua dulce entre ambos subcontinentes.
El primero que sugirió el cierre de América Central en esta edad y por lo tanto la conexión entre América del Norte y América del Sur fue el paleontólogo estadounidense Henry Fairfield Osborn en el año 1910. Osborn propuso lo anterior basado en el registro fósil de mamíferos en América Central.https://archive.org/stream/ageofmammalsineu00osbo#page/80/mode/2up La conclusión de Osborn sobre el cierre del Istmo de Panamá fue muy importante, porque proporcionó una de las bases para Alfred Wegener cuando propuso la teoría de la deriva continental en 1912.http://www0.unsl.edu.ar/~bibliogeo/index_archivos/wegener.pdf Los intercambios, como proceso biogeográfico, fueron advertidos por primera vez por Alfred Russel Wallace, el llamado padre de la biogeografía.
Intercambios similares ocurrieron a principios del Cenozoico cuando las masas de tierra anteriormente aisladas de la India y África entraron en contacto con Eurasia hace 50 y 30 millones de años, respectivamente.
Fauna endémica sudamericana 250px|thumb|Los cocodrilos del grupo Sebecidae eran un antiguo grupo de arcosaurios que sobrevivieron en Sudamérica desde el final del Cretácico hasta el periodo Mioceno.
Después de que Sudamérica se escindió de Gondwana, la fauna de esta tierra evolucionó en un perfecto aislamiento, desarrollando una fauna totalmente diferente a la de otras partes del mundo. Siendo esto un caso similar al experimentado por la fauna del continente australiano.
Entre la fauna exclusiva del continente se hallaban metaterios (marsupiales y esparasodontos), xenartros y una gran variedad de ungulados nativos como notoungulados, litopternos, astrapoterios y piroterios.
thumb|left|Las aves del terror fueron los principales depredadores terrestres de Sudamérica hasta el intercambio con Norteamérica.
Entre las formas más notables de meridiungulados de este periodo se encontraban Thoatherium, un animal de aspecto equino; Macrauchenia, un pacedor provisto de una probóscide similar a la de un tapir; Pachyrukhos, ser de aspecto leporino; Homalodotherium, de aspecto similar al extinto calicoterio; Trigodon con aspecto de rinoceronte, entre otros.
Muchas de estas criaturas constituyen un importante caso de evolución paralela, ya que al no hallarse presentes otros mamíferos herbívoros en el continente, los meridiungulados hallaron una infinita variedad de posibilidades, lo que les permitió radiar en una gran variedad de especies cuya existencia ahora solo se halla atestiguada por sus fósiles.
La fauna sudamericana de este periodo tenía especies que normalmente se asociarían con Australia más que con Sudamérica. Algunos de estos ejemplos incluyen grandes marsupiales y monotremas endémicos del orden de los ornitorrincos. 250px|thumb|La diversidad de marsupiales sudamericanos es fruto de millones de años de aislamiento en este subcontinente y abarca desde animales como la marmosa, de aspecto ratonil, hasta el yapok, el único marsupial acuático. El origen de estos animales puede rastrearse hasta el momento mismo de la separación del continente del resto de Gondwana; momento en el que comenzó el desarrollo independiente de las comunidades animales de Sudamérica. Al parecer los metaterios surgidos en Sudamérica viajaron todavía unidas las masa continentales meridionales, desde su cuna hasta Australia a través del continente antártico y viceversa a finales del periodo Cretácico; esta teoría se refuerza debido a los estudios realizados a diferentes marsupiales americanos, entre los que destaca el denominado monito del monte, el cual se cree pudiera estar más emparentado con los marsupiales australianos que con otros marsupiales americanos.
La diversidad de marsupiales sudamericanos abarcaba desde animales del orden de las zarigüeyas y otros grupos de tamaño reducido, hasta formas carnívoras de gran talla como los esparasodontes de los géneros Thylacosmilus y Borhyaena; aunque recientemente se ha puesto en duda la clasificación como marsupiales de los esparasodontos debido a recientes estudios de los fósiles de estos predadores.
Otro grupo importante de depredadores en la Sudamérica prehistórica fue el de las aves del terror. Estas aves de la familia Phorusrhacidae fueron otro caso de evolución paralela, ya que adoptaron formas y estilos de vida similares a los de aves como Gastornis que existió en Europa y en Norteamérica durante el Eoceno.
Estas aves pudieron evolucionar gracias a la relativa ineficiencia de los depredadores mamíferos nativos del continente, lo cual les permitió ocupar conjuntamente con ellos el nicho de máximos predadores.
Otros miembros de la fauna sudamericana fueron los xenartros, orden que en este periodo tuvo a algunos de sus máximos representantes, como los megaterios, los gliptodontes y los osos hormigueros gigantes.
También se encontraban entre la fauna del continente grandes reptiles como boas, y distintas especies endémicas de cocodrilos, como el Barinasuchus, un cocodrilo de la familia Sebecidae, el cual era endémico de este continente. Además de anfibios como cecilias y ranas de tipos diversos.
Intercambios faunísticos previos con África 280px|thumb|Los platirrinos o monos del Nuevo Mundo son los descendientes de una oleada de primates inmigrantes africanos acontecida a principios del periodo Oligoceno. thumb|280px|left|Los roedores ancestros de los capibaras y jutias llegaron desde África durante el final del periodo Eoceno.
Los primeros intercambios faunísticos que vivió Sudamérica acontecieron a finales del periodo Eoceno hace aproximadamente 31,5 millones de años, con la llegada de los ancestros de los roedores cávidos. La llegada de estos primeros inmigrantes de origen africano marcó el fin para muchos pequeños marsupiales sudamericanos, y sentó las bases para la evolución de los actuales capibaras, chinchillas, vizcachas y ursones.
Poco después, hace aproximadamente 25 millones de años, llegó una nueva oleada de inmigrantes; esta vez los principales inmigrantes fueron los ancestros de los monos americanos, los platirrinos. Estos pequeños primates llegaron a un continente con pocos animales arborícolas capaces de hacerles competencia; lo que derivó en un fructífero proceso de diversificación.
Estas migraciones fueron posibles gracias a la relativamente corta distancia existente entonces entre Sudamérica y la costa occidental de África, a la existencia del archipiélago de San Pedro y San Pablo que, por su ubicación, hicieron posible el salto entre continentes, y a la existencia de fuertes corrientes oceánicas en dirección oeste.
Poco después, todavía en el Oligoceno, llegaron nuevos inmigrantes. Los inmigrantes más destacados de esta oleada fueron las tortugas terrestres que, en un principio, se creyó habían venido de Norteamérica, pero recientes estudios de ADN han permitido demostrar que las tortugas terrestres sudamericanas y las tortugas gigantes de las islas Galápagos tienen un parentesco más cercano con las tortugas del género Kinixys, oriundo del centro de África que con las tortugas terrestres y dulceacuícolas de Norteamérica. 250px|thumb|Las mofetas del género Conepatus alcanzaron Sudamérica utilizando un puente insular hace aproximadamente 7 millones de años. 250px|left|thumb|Los roedores de la subfamilia Sigmodontinae fueron algunos de los más exitosos inmigrantes norteamericanos, en la actualidad existen casi 70 géneros reconocidos de estos roedores en el continente.
Primeros intercambios con Norteamérica Los primeros intercambios con Norteamérica ocurrieron hace aproximadamente 9 millones de años; gracias a la creciente presencia de islas señalando el lecho marino que surgiría como América Central.
Estos intercambios fueron posibles solo a partir de este periodo debido a la creciente cercanía de las islas en el mar al norte del entonces continente sudamericano, pero estas no eran las primeras islas en ocupar esta posición geográfica. Casi 70 millones años atrás las islas que actualmente son las Antillas Mayores pasaron por este estrecho marino en su migración al noreste.Paleogeografía de las Antillas y origen de los vertebrados terrestres de las Indias Occidentales (en inglés)
Algunos de los primeros intercambios entre ambos continentes incluyeron a los primeros carnívoros verdaderos en pisar Sudamérica, los miembros de la familia de los prociones, que se diversificaron produciendo géneros como Cyonasua, con aspecto canino o Chapalmalania, cuyo aspecto semejaba el de un panda. Se ha sugerido que estos primeros inmigrantes pudieron haber tenido un efecto devastador sobre algunos animales nativos como los grandes cocodrilos del grupo Sebecia y varios géneros de aves de gran talla. Otros inmigrantes boreales en utilizar las islas como puente fueron los roedores de la subfamilia Sigmodontinae, pecaríes y mofetas del género Conepatus. Este puente de islas también permitió el cruce de megaterios y aves del terror desde Sudamérica hacia Norteamérica y las modernas Antillas casi 2 millones años antes de la formación de Centroamérica.
El gran intercambio izquierda|miniaturadeimagen|250x250px|Macrauchenia 250px|thumb|Los armadillos y sus parientes fueron una de las pocas familias de mamíferos sudamericanos en colonizar exitosamente Norteamérica. La formación del istmo de Panamá llevó a la última y más notable etapa del intercambio, hace alrededor de 3 millones de años. Esto incluyó la inmigración desde América del Norte hacia América del Sur de los ungulados (incluidas las llamas, tapires, venados y caballos), proboscídeos (gonfotéridos), carnívoros (incluidos felinos como pumas y dientes de sable, cánidos, mustélidos, prociónidos y osos) y varios tipos de roedores. En sentido inverso, de América del Sur hacia América del Norte, emigraron seres como los perezosos terrestres, además de aves del terror, gliptodontes, pampaterios, capibaras y notoungulados como Mixotoxodon.