Zeeslangen zijn een evolutionair succesverhaal. Met ongeveer 70 soorten, ze zijn de meest diverse reptielengroep in de oceaan, overtreffende soorten zeeschildpadden 10-tegen-1.

Ze hebben een reeks fysieke aanpassingen voor het leven op zee, inclusief een afgeplatte roeispaanachtige staart om te peddelen en de mogelijkheid om onder water te ruiken, urenlang hun adem inhouden en maandenlang zonder drinken. En hoewel het geen krachtige zwemmers zijn, ze hebben zich verspreid over de Stille en Indische Oceaan, variërend van Japan tot Nieuw-Zeeland en van Zuid-Afrika tot Midden-Amerika.

Maar er is een flagrante kloof in de bijna wereldwijde verspreiding van zeeslangen:de Atlantische Oceaan.

"Waarom er geen zeeslangen in de Atlantische Oceaan zijn, is een vraag die we ons al heel lang stellen, " zei Coleman Sheehy, Herpetologiecollectiemanager van het Florida Museum of Natural History. "We weten waarom ze zijn waar ze zijn. Maar waarom ze niet zijn waar ze niet zijn, is een mysterie geweest."

theoretisch, zeeslangen zouden kunnen gedijen in de Atlantische Oceaan:warm, tropische regio's zoals het Caribisch gebied bieden uitstekende leefgebieden en leefomstandigheden voor zeeslangen.

Het probleem, volgens Sheehy en zijn collega's, is dat de slangen daar niet kunnen komen.

In een paper gepubliceerd in Biowetenschap , hoofdauteur Harvey Lillywhite van de afdeling biologie van de Universiteit van Florida, Sheehy en hun co-auteurs schrijven de afwezigheid van zeeslangen in de Atlantische Oceaan toe aan geografie, klimaat en timing.

Zeeslangen evolueerden 6 tot 8 miljoen jaar geleden in de Koraaldriehoek van Zuidoost-Azië, waarbij de meeste soorten tussen 1 en 3 miljoen jaar geleden verschenen. Tegen de tijd dat zeeslangen zich over de Stille Oceaan naar de Nieuwe Wereld verspreidden, de landengte van Panama was al gesloten, het blokkeren van hun toegang tot het Caribisch gebied.

Op het oostelijk halfrond, onheilspellend koud, droge omstandigheden op het puntje van Zuid-Afrika, waar de Indische en Atlantische Oceaan elkaar ontmoeten, verhinderen dat de slangen lang overleven als ze ten westen van Kaap de Goede Hoop afdrijven. De slangen sterven in water kouder dan 65 graden, en ze zijn afhankelijk van het zoete water van rivieren, stromen, estuaria en regenval voor drinkwater, een bevinding die Lillywhite en Sheehy in 2014 publiceerden.

Kunnen slangen een manier vinden om deze barrières te omzeilen om voet aan de grond te krijgen in de Atlantische Oceaan?

Onwaarschijnlijk, zei Sheehy. De soort die het beste schot heeft, is de geelbuikzeeslang, waarvan de verspreiding breder is dan enige andere slang of hagedis op de planeet. Hoewel een paar individuele geelbuikzeeslangen zijn gemeld aan de Caribische kust van Colombia - waarschijnlijk zwervers die door het Panamakanaal zijn gekomen - zei Sheehy dat de kans groot is dat ze een succesvolle broedpopulatie vestigen.

Als ze dat deden, "niets in de Atlantische Oceaan zou worden voorbereid, "zei hij. "Prooi zou niet weten hoe ze zichzelf moeten beschermen, en roofdieren zouden snel moeten leren dat zeeslangen giftig zijn en waarschijnlijk gifstoffen in hun huid hebben."

Het bereik van zeeslangen kan groter worden naarmate het oceaanwater warmer wordt, Lillywhite zei, maar het netto-effect van klimaatverandering zal eerder leiden tot bevolkingsafname dan tot toenames en doet dit misschien al:met uitzondering van de geelbuikzeeslang, In veel gebieden krimpt de bevolking.

"Ik denk dat een van de redenen waarom we in bepaalde populaties afnemen, is vanwege veranderende regenpatronen, "Zei Lillywhite. "Als regenpatronen niet bevorderlijk zijn voor het verstrekken van water om te drinken, zeeslangen kunnen niet overleven, zelfs als de oceaantemperaturen gunstig zijn. De beschikbaarheid van zoet water zal een enorme factor zijn bij het begrijpen van lokale uitstervingen."

Dalingen in zeeslangen kunnen rimpeleffecten hebben op ecosystemen van koraalriffen, waar ze vaak toproofdieren zijn, zei Sheehy. Zoals haaien, zeeslangen jagen vaak op zwakke of zieke vissen. Het ruimen van deze vissen helpt niet alleen om gezonde vispopulaties in stand te houden, maar voorkomt ook dat één soort het rif domineert, hij zei.

Minstens 20 soorten zeeslangen van de nu uitgestorven familie Palaeopheidae gedijden ooit in de Atlantische Oceaan, waarvan sommige 30 voet lang waren. Maar snelle afkoeling ongeveer 33 miljoen jaar geleden veroorzaakte waarschijnlijk hun uitsterven, Sheehy zei, en het Caribisch gebied bleef te koud voor zeeslangen totdat de landengte van Panama het minstens 4,5 miljoen jaar geleden afsloot.

De huidige zeeslangen - ongeveer 60 soorten volledig mariene zeeslangen en acht soorten semi-aquatische zeekrabben - evolueerden in de warme, tropische omstandigheden van de Koraaldriehoek in een tijd waarin de regio een snelle en dramatische fysieke, klimatologische en geologische veranderingen.

De zeespiegel steeg en daalde, afwisselend eilanden creëren en verbinden en kustlijnen en rivierstromen verschuiven. Sediment van kalksteen en vulkanisch, stollingsgesteenten en metamorfe gesteenten stroomden naar kusthabitats, het creëren van brakke estuaria die de overgang van slangen van land naar water hadden kunnen vergemakkelijken.

"Er is echt geen plaats op aarde waar veranderingen in de zeespiegel een dramatischer effect hebben gehad dan in het gebied van de Koraaldriehoek-Indonesië, " zei David Steadman, een studie co-auteur en Florida Museum curator van ornithologie. "De hel brak daar fysiek en geochemisch los. Het is gemakkelijk in te zien waarom het een plek zou zijn waar nieuwe soorten ontstonden."

Soortgelijke dynamische historische veranderingen deden zich voor in het Caribisch gebied, maar op veel kleinere schaal zei Lillywhite. Het aantal slangensoorten in de Koraaldriehoek die levend barend zijn en interactie hebben met het mariene milieu, is ook ongeveer 20 keer groter dan in het Caribisch gebied of andere kustgebieden in de Atlantische Oceaan.

De voortdurende ecologische omwenteling in de Koraaldriehoek leidde tot een explosie van nieuwe soorten, waaronder de zeeslangen, afstammelingen van de cobrafamilie.

"Deze veranderingen creëerden kansen die deze slangen konden benutten, ' zei Sheehy. 'Als ze op het land zijn, ze concurreren met andere landslangen. Profiteren van mariene habitats zou die concurrentie kunnen verminderen en hulpbronnen kunnen ontsluiten die andere slangen niet gebruiken."

Maar de overgang van terrestrisch naar marien was niet eenvoudig, en de slangen moesten een aantal aanpassingen maken om te overleven in hun nieuwe omgeving.

Omdat slangeneieren onder water stikken, zeekraaltjes moeten op het land kruipen om hun eieren te leggen, terwijl echte zeeslangen - die hun hele leven in water doorbrengen - levende jongen baren.

Zeeslangen ontwikkelden speciale kleppen in hun neusgaten om hun luchtwegen af ​​te sluiten van water en kunnen wat koolstofdioxide via hun huid afgeven. Ze jagen op prooien met onderwaterzicht en geur en, met uitzondering van de geelbuikzeeslang, hebben vaak zeer gespecialiseerde diëten.

"Zeeslangen zijn geëvolueerd om te overleven op een manier die totaal anders is dan schildpadden, krokodilachtigen of zoetwaterslangen, Sheehy zei. "Niets anders doet het als zeeslangen - ze hebben fascinerende aanpassingen gemaakt om het enorme aantal moeilijkheden te overwinnen die gepaard gaan met het overleven in de oceaan en zijn verreweg de meest succesvolle mariene reptielengroep. We leren nog steeds hoe we hun basisbiologie kunnen begrijpen en de rol die ze spelen in de habitats waarin ze leven."