澳大利亚形成了独特的动植物群的主要原因是澳大利亚的气候和地质事件
大约2.5亿年前,地球上只有一个超级大陆叫盘古大陆(Pangaea),动植物物种在盘古大陆均匀分布。大约2亿年前,这个超级大陆分裂成两个大陆——劳亚大陆(Laurasia)和冈瓦纳大陆(Gondwana)。之后,冈瓦纳大陆占主导地位的哺乳动物是单孔目和有袋类动物,劳亚古大陆胎盘类哺乳动物占主导。化石证据表明,冈瓦纳覆盖着广阔的森林,从澳大利亚东南部到南极洲,再到南美洲南部,这三类哺乳动物都生存于这片森林中。
劳亚大陆的单孔目和有袋类动物无法与更高级的胎盘哺乳动物竞争灭绝大约在1.4亿年前,印度与南极和澳大利亚分离,形成了印度洋。澳大利亚和南极洲缓慢地向南漂移,远离其他大陆,从此与世界其他地区完全隔绝(上图)。然而,其他大陆地理上较近,相互碰撞或加入劳亚大陆,在劳亚大陆,单孔目和有袋类动物无法与更高级的胎盘哺乳动物竞争,几乎灭绝。比如:在非洲和印度,有袋类动物完全灭绝;南美洲并入北美大陆后,几乎所有的袋类动物也灭绝消失,取而代之的是胎盘类哺乳动物。
澳大利亚最后与南极洲分离,在浩瀚海洋中漂流。澳大利亚陆地上的动物和植物不再与其他大陆的生物接触,不存在基因交流,物种种群基因库继续独立进化。气候也发生了变化,澳大利亚的气候在1500万年前变得更加干燥,胎盘哺乳动物动物慢慢地灭绝,单调和有袋类动物的生殖系统要求较低,适合环境,成为澳大利亚的主导动物,这种独立进化导致了澳大利亚本土动物与世界上其他地方的动物如此不同。澳大利亚,大约90%的哺乳动物,88%的爬行动物,86%的植物和94%的青蛙,在地球上其他地方都找不到。
自适应辐射澳大利亚的孤立,再加上严酷的干旱气候,使得独特物种的进一步进化,形成更独特的适应物种,每个物种都填满一个特定的生态位。澳大利亚在其景观和栖息地类型中也有其异质性,进一步增加自适应辐射(下图)和新物种形成的速度。