I serpenti di mare sono una storia di successo evolutivo. Con circa 70 specie, sono il gruppo di rettili più diversificato dell'oceano, superando in numero le specie di tartarughe marine 10-a-1.

Sfoggiano una serie di adattamenti fisici per la vita in mare, tra cui una coda appiattita simile a un remo per pagaiare e la capacità di annusare sott'acqua, trattenere il respiro per ore e passare mesi senza bere. E anche se non sono nuotatori potenti, si sono diffusi negli oceani Pacifico e Indiano, che vanno dal Giappone alla Nuova Zelanda e dal Sud Africa al Centro America.

Ma c'è un'evidente lacuna nella distribuzione quasi globale dei serpenti marini:l'Oceano Atlantico.

"Perché non ci sono serpenti di mare nell'Atlantico è una domanda che ci poniamo da molto tempo, "ha detto Coleman Sheehy, Responsabile della collezione di erpetologia del Florida Museum of Natural History. "Sappiamo perché sono dove sono. Ma perché non sono dove non sono è stato un mistero".

Teoricamente, i serpenti di mare potrebbero prosperare nell'Atlantico:caldo, le regioni tropicali come i Caraibi offrono habitat e condizioni di vita privilegiati per i serpenti di mare.

Il problema, secondo Sheehy e i suoi colleghi, è che i serpenti non possono arrivarci.

In un articolo pubblicato su Bioscienze , l'autore principale Harvey Lillywhite del dipartimento di biologia dell'Università della Florida, Sheehy e i loro coautori attribuiscono alla geografia l'assenza di serpenti marini nell'Atlantico, clima e tempi.

I serpenti di mare si sono evoluti nella regione del triangolo dei coralli del sud-est asiatico da 6 a 8 milioni di anni fa, con la maggior parte delle specie apparse tra 1 e 3 milioni di anni fa. Quando un serpente di mare si è diffuso dal Pacifico al Nuovo Mondo, l'istmo di Panama era già chiuso, bloccando il loro accesso ai Caraibi.

Nell'emisfero orientale, terribilmente freddo, le condizioni secche all'estremità del Sudafrica, dove si incontrano l'Oceano Indiano e l'Oceano Atlantico, impediscono ai serpenti di sopravvivere a lungo se si spostano a ovest del Capo di Buona Speranza. I serpenti muoiono in acque più fredde di 65 gradi, e dipendono dall'acqua dolce dei fiumi, flussi, estuari e precipitazioni per acqua potabile, una scoperta che Lillywhite e Sheehy hanno pubblicato nel 2014.

I serpenti potrebbero trovare un modo per aggirare queste barriere per prendere piede nell'Atlantico?

Non è probabile, disse Sheehy. La specie che ha il tiro migliore è il serpente di mare dal ventre giallo, la cui distribuzione è più ampia di qualsiasi altro serpente o lucertola del pianeta. Mentre alcuni singoli serpenti di mare dal ventre giallo sono stati segnalati sulla costa caraibica della Colombia - probabilmente vagabondi che hanno attraversato il Canale di Panama - Sheehy ha detto che le probabilità sono contro di loro che stabiliscono una popolazione riproduttiva di successo.

Se lo hanno fatto, "nulla nell'Atlantico sarebbe preparato, " disse. "La preda non saprebbe come proteggersi, e i predatori dovrebbero imparare rapidamente che i serpenti di mare sono velenosi e probabilmente hanno tossine nella loro pelle".

La gamma dei serpenti di mare potrebbe espandersi man mano che le acque oceaniche si riscaldano, Lillywhite ha detto, ma è più probabile che l'effetto netto del cambiamento climatico provochi un calo della popolazione piuttosto che un aumento e potrebbe già farlo:con l'eccezione del serpente di mare dal ventre giallo, le popolazioni stanno diminuendo in molte aree.

"Penso che uno dei motivi per cui stiamo assistendo a un calo in alcune popolazioni sia dovuto al cambiamento dei modelli di precipitazioni, " ha detto Lillywhite. "Se i modelli di pioggia non sono favorevoli a fornire acqua da bere, i serpenti di mare non possono sopravvivere, anche se le temperature oceaniche sono favorevoli. La disponibilità di acqua dolce sarà un fattore enorme nella comprensione delle estinzioni locali".

Il declino dei serpenti di mare potrebbe avere effetti a catena sugli ecosistemi della barriera corallina, dove sono spesso i migliori predatori, disse Sheehy. Come gli squali, i serpenti di mare spesso predano pesci deboli o malati. L'abbattimento di questi pesci non solo aiuta a mantenere popolazioni ittiche sane, ma impedisce anche a una specie di dominare la barriera corallina, Egli ha detto.

Almeno 20 specie di serpenti marini dell'ormai estinta famiglia dei Palaeopheidae un tempo prosperavano nell'Oceano Atlantico, alcuni dei quali raggiungevano i 30 piedi di lunghezza. Ma il rapido raffreddamento di circa 33 milioni di anni fa probabilmente ha causato la loro estinzione, Sheehy ha detto, e i Caraibi sono rimasti troppo freddi per i serpenti marini fino a quando l'istmo di Panama non li ha sigillati almeno 4,5 milioni di anni fa.

I serpenti marini odierni - circa 60 specie di serpenti marini completamente marini e otto specie di kraits semiacquatici - si sono evoluti nel caldo, condizioni tropicali del Triangolo dei Coralli in un momento in cui la regione stava attraversando un periodo fisico rapido e drammatico, cambiamento climatico e geologico.

I livelli del mare si alzarono e si abbassarono, alternativamente creando e collegando isole e spostando coste e corsi d'acqua. Sedimenti di origine calcarea e vulcanica, rocce ignee e metamorfiche confluivano in habitat costieri, creando estuari salmastri che avrebbero potuto aiutare a facilitare il passaggio dei serpenti dalla terra all'acqua.

"Non c'è davvero nessun posto sulla Terra in cui i cambiamenti del livello del mare abbiano avuto un effetto più drammatico che nell'area del triangolo dei coralli-Indonesia, "ha detto David Steadman, un coautore dello studio e curatore di ornitologia del Florida Museum. "Lì si è scatenato l'inferno fisicamente e geochimicamente. È facile capire perché dovrebbe essere un luogo in cui sono emerse nuove specie".

Simili cambiamenti storici dinamici si sono verificati nei Caraibi, ma su una scala molto più piccola, disse Lillywhite. Anche il numero di specie di serpenti nel triangolo dei coralli che sono vivi e interagiscono con gli ambienti marini è circa 20 volte maggiore rispetto ai Caraibi o in altre aree costiere dell'Atlantico.

Il continuo sconvolgimento ecologico nel Triangolo dei Coralli ha dato origine a un'esplosione di nuove specie, tra loro i serpenti marini, discendenti della famiglia dei cobra.

"Questi cambiamenti stavano creando opportunità che questi serpenti potevano sfruttare, " Sheehy ha detto. "Se sono a terra, sono in competizione con altri serpenti di terra. Sfruttare gli habitat marini potrebbe ridurre quella concorrenza e aprire risorse che altri serpenti non usano».

Ma il passaggio da terrestre a marino non è stato semplice, ei serpenti hanno dovuto fare una serie di adattamenti per sopravvivere nel loro nuovo ambiente.

Perché le uova di serpente soffocano sott'acqua, i krait marini devono strisciare sulla terra per deporre le uova, mentre i veri serpenti di mare - che trascorrono tutta la loro vita nell'acqua - partoriscono per vivere piccoli.

I serpenti di mare hanno sviluppato valvole speciali nelle loro narici per sigillare le loro vie aeree dall'acqua e possono rilasciare un po' di anidride carbonica attraverso la loro pelle. Cacciano le prede con la vista e l'olfatto sott'acqua e, ad eccezione del serpente di mare dal ventre giallo, spesso seguono diete altamente specializzate.

"I serpenti di mare si sono evoluti per sopravvivere in un modo completamente diverso dalle tartarughe, coccodrilli o serpenti d'acqua dolce, "Ha detto Sheehy. "Nient'altro lo fa come i serpenti marini:hanno realizzato adattamenti affascinanti per superare l'enorme numero di difficoltà associate alla sopravvivenza nell'oceano e sono di gran lunga il gruppo di rettili marini di maggior successo. Stiamo ancora imparando a comprendere la loro biologia di base e il ruolo che svolgono negli habitat in cui vivono".