Verteilung
Obwohl Nordamerika und Europa durch das Ende der Kreidezeit getrennt waren, muss irgendwo noch eine Landbrücke bestanden haben. Das liegt daran, dass sich die europäischen und nordamerikanischen Diatrymen so ähnlich waren. Auch andere Vogel- und Säugetiergattungen kommen auf beiden Seiten des (heutigen) Nordatlantiks im Paläozän und Eozän vor. Dies ist ein Beweis dafür, dass Europa und Nordamerika einst in einem Teil des frühen Kainozoikums durch trockenes Land miteinander verbunden waren.
Paläoökologie
Zu seiner Zeit hatte die Umgebung, in der Gastornis lebten, dichten Wald und ein feuchtes bis trockenes subtropisches oder sogar tropisches Klima. Nordamerika und Europa lagen noch recht nahe beieinander, und Grönland war wahrscheinlich mit üppigem Wald- und Grasland bedeckt. Nur schmale Meerengen von höchstens einigen 100 km hätten eine landseitige Ausbreitung der Vorfahren der Gastornis verhindert. Land in Nordamerika war verbunden. Ihr europäisches Verbreitungsgebiet war ein Archipel mit den sich aufbauenden Alpen und hohen Meeresspiegeln im Paläozän und Eozän. Geographisch gesehen war es dem heutigen Indonesien in etwa ähnlich.
Gastornis ist als räuberisch dargestellt worden. Einige bezweifeln jedoch, dass der Vogel beweglich genug war, um sich schnell bewegende Beute zu fangen, und haben Zweifel daran, dass der Schnabel für Fleischfresser geeignet ist. Es könnte sein, dass Gastornis ein Jäger aus dem Hinterhalt war oder Techniken der Rudeljagd anwandte, um Beute zu verfolgen oder aus dem Hinterhalt anzugreifen. Wenn Gastornis ein Raubtier gewesen wäre, hätte er ein Mittel zur Beutejagd durch den dichten Wald benötigt.
Alternativ dazu können sie auch hauptsächlich Aasfresser, Allesfresser oder sogar Pflanzenfresser gewesen sein. Der große Schnabel von Gastornis wäre geeignet gewesen, Samen zu zerkleinern und die Vegetation abzureißen. Für eine rein vegetarische Ernährung scheint er jedoch zu stark zu sein. Unabhängig davon, was diese Vögel gefressen haben, könnte der Schnabel auch zur sozialen Zurschaustellung verwendet worden sein - sein Vorkommen in allen bekannten Fossilien spricht gegen eine sexuelle Zurschaustellung. Diese widersprüchlichen Hypothesen, die sich durch die Beweise nicht trennen lassen, machen die Paläobiologie von Gastornis unklar.
Ähnlich gigantische Vögel des Känozoikums waren die südamerikanischen Terrorvögel (Phorusrhaciden) und die australischen Mihirungs (Dromornis). Erstere waren zweifellos Fleischfresser, und auch die letzteren stehen im Verdacht, Raubtiere zu sein. Auf der anderen Seite ernähren sich Laufvögel, die flugunfähigen Riesenvögel unserer Zeit, von Pflanzen, kleinen Wirbeltieren und Wirbellosen.
Gastornis gehörten zu den größten, wenn nicht sogar zu den größten Vögeln, die während des Paläogenes lebten. Sie hatten nur wenige natürliche Feinde und ernsthafte Konkurrenten. Wenn diese riesigen Vögel aktive Jäger waren, müssen sie wichtige Spitzenprädatoren gewesen sein, die bis ins mittlere Eozän die Waldökosysteme Nordamerikas und Europas beherrschten.
Im mittleren Eozän gab es in Eurasien und Nordamerika den Aufstieg großer Creodont- und Mesonychiden-Räuber. Das Auftreten dieser neuen Raubtiere fällt mit dem Niedergang von Gastornis und seinen Verwandten zusammen. Dies war möglicherweise auf eine erhöhte Neigung von Säugetierräubern zurückzuführen, gemeinsam in Rudeln zu jagen (insbesondere in den hyaenenähnlichen Creodonts). Wir kennen keinen Vogel, der mehr als eine halbe Tonne wog. Vielleicht konnten sie sich nicht zu größeren Größen entwickeln. Wenn ja, könnten sie nicht durch schiere Masse konkurrieren, wie es Säugetiere oft können.