Beachowicze często znajdują niezwykłe rzeczy, które wypłynęły wraz z przypływami. Ale wielu ludzi było zaskoczonych, gdy jadowity żółto-brzuchaty wąż morski został niedawno znaleziony żywy na kalifornijskiej plaży Newport Beach. Węże morskie są mniej znane niż inne morskie gady, szczególnie żółwie morskie, mimo że liczą ponad 60 gatunków, z których większość wyewoluowała od 1 do 8 milionów lat temu.
Węże morskie występują tylko w Oceanie Indyjskim i Spokojnym. Przez wiele lat herpetolodzy i biolodzy tacy jak ja zastanawiali się, dlaczego nie ma węży morskich w Oceanie Atlantyckim czy Morzu Karaibskim. Wraz z kolegami z Uniwersytetu Florydy i z innych miejsc, zaproponowałem ostatnio kilka odpowiedzi na to od dawna zadawane pytanie.
Szeroki zasięg, z ograniczeniami
Pod pewnymi względami nie było zaskoczeniem zobaczenie żółto-brzuchatego węża morskiego, Hydrophis platurus, wyrzuconego na brzeg w Kalifornii. Jest to jedyny gatunek węża morskiego, który jest „pelagiczny”, dryfujący i podążający za szerokimi wzorcami cyrkulacji prądów oceanicznych. Ma on najszersze rozmieszczenie spośród wszystkich gadów z rodziny kałamarnicowatych (grupa, która obejmuje jaszczurki i węże), rozciągające się od krańca Afryki Południowej przez Indo-Pacyfik do wybrzeży Pacyfiku w Ameryce Środkowej. Wąż, który pojawił się w Newport Beach był czwartym znalezionym w Kalifornii od 2015 roku.
Normalnie jednak ten dalekosiężny wąż morski występuje w bardziej tropikalnych wodach, gdzie temperatury są dla niego odpowiednie. Dlaczego nie na Karaibach czy Atlantyku? Zmierzyłem się z tym pytaniem wraz z Colemanem Sheehy III, kierownikiem kolekcji w Muzeum Historii Naturalnej Florydy; Haroldem Heatwole z Uniwersytetu Stanowego Karoliny Północnej; François Brischoux z Narodowego Komitetu Badań Naukowych Francji; oraz Davidem Steadmanem, kuratorem ornitologii w Muzeum Historii Naturalnej Florydy. W naszym badaniu wzięliśmy pod uwagę biologię węży morskich, historię ewolucji i warunki środowiskowe, które naszym zdaniem uniemożliwiły im migrację do Atlantyku.
Bariery klimatyczne i bieżące
Nie wszystkie węże morskie spędzają całe życie w oceanie. Niektóre gatunki, zwane kraytami morskimi, mogą żyć na lądzie lub w wodzie i składać jaja na lądzie. To ogranicza ich zasięg, ponieważ muszą przebywać w pobliżu lądu, aby się rozmnażać.
W przeciwieństwie do nich, wszystkie całkowicie morskie węże morskie są żyworodne: Rodzą w pełni ukształtowane młode na morzu, bez składania jaj. Ta istotna cecha pozwoliła pelagicznemu żółtopłetwemu wężowi morskiemu rozszerzyć swój zasięg na cały Indo-Pacyfik z obszaru pochodzenia gdzieś w Koralowym Trójkącie Azji Południowo-Wschodniej.
Do czasu, gdy dotarł do wybrzeży Ameryki Środkowej na Pacyfiku, powstał Przesmyk Panamski, który całkowicie oddzielił Ocean Spokojny od Atlantyckiego. Kiedy w 1914 roku otwarto Kanał Panamski, możliwe stało się przypadkowe przedostanie się węża morskiego do wód karaibskich. Jednak gatunek ten ma tendencję do dryfowania z prądami, więc jest mało prawdopodobne, by wystarczająca liczba osobników przeszła przez kanał i odnalazła się na wschodzie, by stworzyć populację hodowlaną. W rzeczywistości, żadna populacja węży morskich nie została założona po wschodniej stronie kanału od czasu jego ukończenia w 1914 roku.
Węże morskie również mogą dostać się do Oceanu Atlantyckiego pływając z Oceanu Indyjskiego wokół czubka Afryki na Przylądku Dobrej Nadziei. Węże morskie występują w wodach bezpośrednio na wschód od przylądka, ale dwie główne przeszkody uniemożliwiają im podróżowanie dalej na zachód.
Po pierwsze, na zachód od przylądka, prąd Benguela przynosi upwelling bardzo zimnej wody do wybrzeży południowo-zachodniej Afryki. Prąd ten ma szerokość od 200 do 300 kilometrów, a jego woda jest zbyt zimna – około 55 do 64 stopni Fahrenheita na powierzchni – dla węży morskich, które mogą tam dryfować, aby przetrwać przez długi czas lub rozmnażać się.
Po drugie, jak wykazały moje badania, węże morskie wymagają świeżej wody do picia i bez niej odwadniają się na morzu. Piją one z „soczewek” słodkiej lub słonawej wody, które tworzą się tymczasowo na powierzchni oceanu po dużych ulewach deszczu. Ale klimat nadmorskiej południowo-zachodniej Afryki charakteryzuje się dużą strefą stałego wysokiego ciśnienia, co sprawia, że region jest bardzo suchy i prawie nie ma opadów.
Ewolucja z lądu do morza
Węże morskie również mogły się zadomowić poprzez ewolucyjne przejście z siedlisk lądowych lub słodkowodnych do siedlisk morskich w systemach wyspiarskich Karaibów. Wiemy, że węże elapidalne – rodzina jadowitych węży z krótkimi, nieruchomymi przednimi kłami, takich jak kobry – dokonały tego w regionie Trójkąta Koralowego.
Prawda, większość dzisiejszych węży morskich pochodzi i ewoluowała w różne gatunki w tej części globu między 2 a 16 milionami lat temu. W tym czasie region ten był rozległym kompleksem mokradeł związanym z południowo-wschodnią Azją i archipelagiem australijskim.
Ląd i morze przeplatają się w całym Koralowym Trójkącie, i tak było przez kilka milionów lat. Region ten charakteryzuje się również wysokimi opadami deszczu, niskim i zmiennym zasoleniem wody oraz stosunkowo stabilnymi temperaturami tropikalnego ciepła. Przez większą część jego geologicznej przeszłości, poziom mórz podnosił się i opadał wiele razy, otwierając i zamykając korytarze morskie i powodując powstawanie i zanikanie namorzynowych obrzeży i błotnych równin. Wszystkie te warunki są korzystne dla ewolucyjnych przejść z lądu do morza, a stabilne, płytkie siedliska morskie utrzymały się przez ostatnie 3 miliony lat.
Podobne zmiany zaszły na Karaibach, ale Trójkąt Koralowy jest znacznie większym i bardziej złożonym systemem. Wiele rodowodów węży występuje w Azji Południowo-Wschodniej, a w obrębie Trójkąta Koralowego występuje cztery do pięciu razy więcej gatunków żyworodnych niż na Karaibach.
W mojej opinii i opinii moich współautorów, obecność odpowiednich linii węży i dynamika warunków ekologicznych sprzyjała specjacji węży morskich w Trójkącie Koralowym w znacznie większym stopniu niż na Karaibach czy gdziekolwiek indziej na Oceanie Atlantyckim. W istocie, szeroko pojęty Trójkąt Koralowy wydaje się być jedynym regionem, gdzie żyworodność jest charakterystyczna dla większości węży estuariowych. Węże te żyją w wodach przybrzeżnych, kontaktując się z siedliskami słodkowodnymi, i najprawdopodobniej to one przeszły ewolucyjne przejście z siedlisk lądowych lub słodkowodnych do morskich i dały początek wężom morskim.
Podróż przez zmieniające się oceany
Czy przyszłe warunki oceaniczne i pogodowe mogą pozwolić wężom morskim na dyspersję z Indo-Pacyfiku do Oceanu Atlantyckiego? Uważam, że jest to bardzo mało prawdopodobne. Dlatego nie spodziewamy się, że jakikolwiek wąż morski pojawi się na plażach Florydy, tak jak te sporadyczne węże, które dryfowały, by wylądować na plażach w Kalifornii. Po prostu nie ma źródła.
Już teraz są oznaki, że niektóre populacje i gatunki węży morskich są w spadku lub wyginęły, z powodu zmian we wzorcach opadów, temperatur wody, zanieczyszczenia środowiska lub eksploatacji przez człowieka. Przyszłe zmiany klimatyczne mogą mieć zarówno negatywny jak i pozytywny wpływ na biogeografię węży morskich.
Z mojego własnego doświadczenia obserwując węże morskie pływające z gracją fal nad rafami koralowymi, utrata ich (lub jakiegokolwiek innego organizmu morskiego) byłaby tragiczna i mogłaby zagrozić zdrowiu raf koralowych, gdzie węże morskie są głównymi drapieżnikami i uważane są za zwiastuny zmian w ekosystemie.