Paleontologia ja lähihistoria

Fossiiliset todisteet osoittavat selvästi, että marsupiaalit ovat peräisin Uudesta maailmasta. Vanhimmat tunnetut pussieläinfossiilit (joita on löydetty sekä Kiinasta että Pohjois-Amerikasta) ovat peräisin noin 125 miljoonan vuoden takaa, liitukaudelta (145-66 miljoonaa vuotta sitten). Niiden esiintymisen Australiassa ja sen lähisaarilla uskotaan johtuneen yhdestä ainoasta muuttotapahtumasta, jossa ryhmä esivanhempia pussieläimiä asuttivat Australian käyttämällä maayhteyksiä Etelä-Amerikkaan Etelämantereen kautta. Siitä, tapahtuiko tämä ennen istukkaisten nisäkkäiden ilmaantumista vai saapuivatko istukkaiset myös Australaasiaan, mutta kuolivat jo varhain sukupuuttoon, käydään vilkasta kiistaa. Noin 65 miljoonaa vuotta sitten Australaasia oli eristyksissä kaikista muista mantereista, ja siellä pussieläimet kehittyivät moniksi erilaisiksi muodoiksi, joista yksi, Diprotodon (jättiläisvombattien suku), kilpaili massaltaan mastodonien kanssa. Etelä-Amerikassa ne säilyivät hengissä istukkaiden rinnalla muodostaen merkittävän osan neotrooppisesta nisäkäsfaunasta. Marsupiaalit kansoittivat myös Eurooppaa, Aasiaa ja Pohjois-Afrikkaa 125 miljoonaa ja 14 miljoonaa vuotta sitten.

Australiassa kiistellään siitä, vaikuttivatko aboriginaalien metsästys ja erityisesti maiseman polttaminen siihen, että useat suuret lajit (megafauna) katosivat pleistoseenisen aikakauden (2,6 miljoonaa – 11 700 vuotta sitten) aikana noin 50 000 – 45 000 vuotta sitten. Ihmisen toimesta pussieläimiä levisi kuitenkin Australian lähisaarille ja erityisesti Uuteen-Seelantiin. Uuteen Irlantiin tuotiin harmaasukas (Phalanger orientalis) yli 10 000 vuotta sitten, ja sama laji kulkeutui Timoriin yli 4 000 vuotta sitten. Australiassa harjanhäntäpossumi (Trichosurus vulpecula) on esimerkki pussieläimestä, joka on sopeutunut helposti ihmisten aiheuttamiin muuttuviin olosuhteisiin ja jota on jopa runsaasti joissakin kaupunkikeskuksissa. Sen sopeutumiskyky eri paikkoihin johtuu siitä, että se sietää monenlaista ruokaa, myös kotitalousjätettä. Virginian opossumi on kokenut samanlaista menestystä Pohjois-Amerikassa.

Brittien 1800-luvun alkupuolella alkanut Australian kolonisaatio toi mukanaan metsästys- ja pyyntimenetelmät, laajamittaisen maanraivauksen sekä kettujen, kanien, kissojen ja lampaiden asuttamisen, mikä ajoi pian useat kenguru- ja bandikoottilajit sukupuuttoon. Monet muut lajit, kuten koala ja tasmanialainen paholainen, ajautuivat lähelle samaa kohtaloa.