On pense que les marsupiaux actuels ont évolué à partir d'un ou de plusieurs ancêtres venus de l'Amérique du sud en passant par l'Antarctique, pendant le crétacé supérieur ou le paléogène inférieur, et que les différent ordres ont divergé avant l'oligocène supérieur. Tous les ordres de marsupiaux modernes australiens ainsi que les espèces sud-américaines de l'ordre des Microbiotheriidae - qui n'est représenté aujourd'hui que par le monito del monte ou colocolo (Dromiciops gliroides)- appartiennent au super-ordre des Australidelphia. Cependant il subsiste des doutes quant aux relations existant au sein des Australidelphia et à l'histoire de la dispersion des marsupiaux entre l'Amérique du Sud et l'Australie.
Des paléontologues de l'Université de Sydney ont découvert des fossiles d'os de marsupiaux datant de l'éocène inférieur (vers 55 Ma) à Tingammarra, au sud-est du Queensland, qui appartiendraient au marsupial le plus ancien connu en Australie, le Djarthia. Les caractéristiques des fragments des osselets de l'ouïe et de la cheville indiquent que le Djarthia est aussi un membre des Australidelphia; il serait donc l'ancêtre connu le plus ancien de tous les marsupiaux australiens et apparenté à l'ancêtre du colocolo.
L'étude révèle que des membres d'au moins un groupe de marsupiaux primitifs sont repartis en Amérique du Sud. Les marsupiaux sud-américains de l'ordre des Microbiotheriidae auraient ainsi une origine australienne.
