Hvorfor er der ingen havslanger i Atlanterhavet?

Havslanger er en evolutionær succeshistorie. Med omkring 70 arter, de er den mest forskelligartede krybdyrgruppe i havet, flere havskildpaddearter 10-til-1.

De har en række fysiske tilpasninger til livet på havet, inklusive en fladtrykt årelignende hale til padling og evnen til at lugte under vandet, holde vejret i timevis og gå i månedsvis uden en drink. Og selvom de ikke er stærke svømmere, de har spredt sig over Stillehavet og Det Indiske Ocean, lige fra Japan til New Zealand og fra Sydafrika til Mellemamerika.

Men der er et grelt hul i havslangernes næsten globale udbredelse:Atlanterhavet.

"Hvorfor der ikke er havslanger i Atlanterhavet er et spørgsmål, vi har stillet i lang tid, " sagde Coleman Sheehy, Florida Museum of Natural History, herpetologisk samlingsleder. "Vi ved, hvorfor de er, hvor de er. Men hvorfor de ikke er, hvor de ikke er, har været et mysterium."

Teoretisk set, havslanger kunne blomstre i Atlanterhavet:Varm, tropiske regioner som Caribien byder på førsteklasses levesteder og levevilkår for havslanger.

Problemet, ifølge Sheehy og hans kolleger, er, at slangerne ikke kan komme dertil.

I et blad udgivet i Biovidenskab , hovedforfatter Harvey Lillywhite fra University of Floridas afdeling for biologi, Sheehy og deres medforfattere kalkulerer fraværet af havslanger i Atlanterhavet til geografi, klima og timing.

Havslanger udviklede sig i Coral Triangle-regionen i Sydøstasien for 6 til 8 millioner år siden, med størstedelen af ​​arterne, der dukkede op for mellem 1 og 3 millioner år siden. Da nogen havslanger spredte sig over Stillehavet til den nye verden, landtangen i Panama var allerede lukket, blokere deres adgang til Caribien.

På den østlige halvkugle, ufattelig kold, tørre forhold på spidsen af ​​Sydafrika, hvor Det Indiske Hav og Atlanterhavet mødes, forhindrer slangerne i at overleve længe, ​​hvis de driver vest for Kap det Gode Håb. Slangerne dør i vand koldere end 65 grader, og de er afhængige af flodernes ferskvand, vandløb, flodmundinger og nedbør til drikkevand, en konstatering, som Lillywhite og Sheehy offentliggjorde i 2014.

Kunne slanger finde en vej rundt om disse barrierer for at få fodfæste i Atlanterhavet?

Ikke sandsynligt, sagde Sheehy. Den art der har det bedste skud er den gulbugede søslange, hvis udbredelse er bredere end nogen anden slange eller firben på planeten. Mens et par individuelle gulbugede havslanger er blevet rapporteret på Colombias caribiske kyst - sandsynligvis drivende, der kom gennem Panamakanalen - sagde Sheehy, at oddsene er stablet imod dem for at etablere en vellykket ynglepopulation.

Hvis de gjorde, "intet i Atlanten ville være forberedt, " sagde han. "Bytte ville ikke vide, hvordan de skulle beskytte sig selv, og rovdyr ville hurtigt skulle lære, at havslanger er giftige og sandsynligvis har toksiner i deres hud."

Havslangers rækkevidde kan udvide sig, efterhånden som havvandene bliver varme, Lillywhite sagde, men nettoeffekten af ​​klimaændringer er mere tilbøjelig til at udløse befolkningsfald end stigninger og gør det måske allerede:Med undtagelse af den gulbugede søslange, befolkningstallet falder i mange områder.

"Jeg tror, ​​at en af ​​grundene til, at vi ser fald i visse populationer, er på grund af skiftende nedbørsmønstre, " sagde Lillywhite. "Hvis nedbørsmønstre ikke er befordrende for at give vand at drikke, søslanger kan ikke overleve, selvom havtemperaturerne er gunstige. Tilgængeligheden af ​​ferskvand vil være en stor faktor i forståelsen af ​​lokale udryddelser."

Fald i havslanger kan have ringvirkninger på koralrevs økosystemer, hvor de ofte er top rovdyr, sagde Sheehy. Som hajer, havslanger jager ofte svage eller syge fisk. At aflive disse fisk hjælper ikke kun med at opretholde sunde fiskebestande, men forhindrer også en enkelt art i at dominere revet, han sagde.

Mindst 20 søslangearter fra den nu uddøde familie Palaeopheidae trivedes engang i Atlanterhavet, hvoraf nogle nåede 30 fod i længden. Men hurtig afkøling for omkring 33 millioner år siden forårsagede sandsynligvis deres udryddelse, Sheehy sagde, og Caribien forblev for koldt til søslanger, indtil landtangen i Panama forseglede det for mindst 4,5 millioner år siden.

Nutidens havslanger - omkring 60 arter af fuldt marine havslanger og otte arter af semiakvatiske havkraits - udviklede sig i det varme, tropiske forhold i koraltrekanten på et tidspunkt, hvor regionen var under hurtig og dramatisk fysisk, klimatiske og geologiske ændringer.

Havniveauet steg og faldt, skiftevis skabe og forbinde øer og skifte kystlinjer og flodstrømme. Sediment fra kalksten og vulkansk, magmatiske og metamorfe bjergarter strømmede ind i kysthabitater, skabe brakke flodmundinger, der kunne have hjulpet med at lette slangers overgang fra land til vand.

"Der er virkelig intet sted på Jorden, hvor havniveauændringer har haft en mere dramatisk effekt end i Coral Triangle-Indonesia-området, " sagde David Steadman, en studie medforfatter og Florida Museum kurator for ornitologi. "Hele helvede brød løs der fysisk og geokemisk. Det er let at se, hvorfor det ville være et sted, hvor nye arter dukkede op."

Lignende dynamiske historiske ændringer fandt sted i Caribien, men i meget mindre skala, sagde Lillywhite. Antallet af slangearter i koraltrekanten, der er levendebærende og interagerer med havmiljøer, er også omkring 20 gange større end i Caribien eller andre kystområder i Atlanterhavet.

Den kontinuerlige økologiske omvæltning i Koraltrekanten gav anledning til en eksplosion af nye arter, blandt dem havslangerne, efterkommere af cobrafamilien.

"Disse ændringer skabte muligheder, som disse slanger kunne udnytte, " sagde Sheehy. "Hvis de er på land, de konkurrerer med andre land slanger. At drage fordel af marine habitater kan reducere den konkurrence og åbne op for ressourcer, som andre slanger ikke bruger."

Men overgangen fra terrestrisk til marine var ikke enkel, og slangerne måtte lave en række tilpasninger for at overleve i deres nye miljø.

Fordi slangeæg kvæles under vand, havkraits skal kravle ind på land for at lægge deres æg, mens ægte søslanger - som tilbringer hele deres liv i vand - føder levende unger.

Havslanger udviklede specielle ventiler i deres næsebor for at lukke deres luftveje fra vand og kan frigive noget kuldioxid gennem deres hud. De jager bytte med undervandssyn og lugt og, med undtagelse af den gulbugede søslange, har ofte højt specialiserede diæter.

"Havslanger har udviklet sig til at overleve på en måde, der er helt anderledes end skildpadder, krokodiller eller ferskvandsslanger, "Sheehy sagde. "Intet andet gør det som havslanger - de har lavet fascinerende tilpasninger for at overvinde det enorme antal vanskeligheder, der er forbundet med at overleve i havet, og er langt den mest succesrige havkrybdyrgruppe. Vi lærer stadig at forstå deres grundlæggende biologi og den rolle, de spiller i de levesteder, hvor de bor."