Les serpents de mer sont une histoire de réussite évolutive. Avec environ 70 espèces, ils constituent le groupe de reptiles le plus diversifié de l'océan, surpassant en nombre les espèces de tortues marines de 10 à 1.

Ils arborent une gamme d'adaptations physiques pour la vie en mer, y compris une queue aplatie en forme de rame pour pagayer et la capacité de sentir sous l'eau, retiennent leur souffle pendant des heures et passent des mois sans boire. Et bien qu'ils ne soient pas de puissants nageurs, ils se sont répandus dans les océans Pacifique et Indien, allant du Japon à la Nouvelle-Zélande et de l'Afrique du Sud à l'Amérique centrale.

Mais il existe une lacune flagrante dans la répartition quasi mondiale des serpents de mer :l'océan Atlantique.

"Pourquoi il n'y a pas de serpents de mer dans l'Atlantique est une question que nous posons depuis longtemps, " a déclaré Coleman Sheehy, Gestionnaire de la collection d'herpétologie du Musée d'histoire naturelle de Floride. "Nous savons pourquoi ils sont là où ils sont. Mais pourquoi ils ne sont pas là où ils ne sont pas a été un mystère."

Théoriquement, les serpents de mer pourraient prospérer dans l'Atlantique :chaud, les régions tropicales telles que les Caraïbes offrent un habitat et des conditions de vie de premier ordre aux serpents de mer.

Le problème, selon Sheehy et ses collègues, c'est que les serpents ne peuvent pas y arriver.

Dans un article publié en Biosciences , l'auteur principal Harvey Lillywhite du département de biologie de l'Université de Floride, Sheehy et leurs co-auteurs attribuent l'absence de serpents de mer dans l'Atlantique à la géographie, le climat et le moment.

Les serpents de mer ont évolué dans la région du Triangle de corail en Asie du Sud-Est il y a 6 à 8 millions d'années, avec la majorité des espèces apparaissant il y a entre 1 et 3 millions d'années. Au moment où les serpents de mer se sont répandus à travers le Pacifique jusqu'au Nouveau Monde, l'isthme de Panama était déjà fermé, bloquant leur accès aux Caraïbes.

Dans l'hémisphère oriental, d'un froid insupportable, les conditions sèches à la pointe de l'Afrique du Sud, où se rencontrent les océans Indien et Atlantique, empêchent les serpents de survivre longtemps s'ils dérivent à l'ouest du cap de Bonne-Espérance. Les serpents meurent dans l'eau à moins de 65 degrés, et ils dépendent de l'eau douce des rivières, ruisseaux, estuaires et précipitations pour l'eau potable, une conclusion que Lillywhite et Sheehy ont publiée en 2014.

Les serpents pourraient-ils trouver un moyen de contourner ces barrières pour prendre pied dans l'Atlantique ?

Pas probable, dit Sheehy. L'espèce qui a le meilleur cliché est le serpent de mer à ventre jaune, dont la distribution est plus large que tout autre serpent ou lézard sur la planète. Alors que quelques serpents de mer à ventre jaune ont été signalés sur la côte caraïbe de la Colombie - probablement des vagabonds qui ont traversé le canal de Panama - Sheehy a déclaré que les chances étaient contre eux d'établir une population reproductrice réussie.

S'ils l'ont fait, "rien dans l'Atlantique ne serait préparé, " dit-il. " Les proies ne sauraient pas comment se protéger, et les prédateurs devraient rapidement apprendre que les serpents de mer sont venimeux et ont probablement des toxines dans leur peau."

L'aire de répartition des serpents de mer pourrait s'étendre à mesure que les eaux océaniques se réchauffent, Lillywhite a dit, mais l'effet net du changement climatique est plus susceptible de déclencher des déclins que des augmentations de population et le fait peut-être déjà :à l'exception du serpent de mer à ventre jaune, les populations diminuent dans de nombreuses régions.

"Je pense que l'une des raisons pour lesquelles nous assistons à un déclin de certaines populations est à cause de l'évolution des régimes de précipitations, " Lillywhite a déclaré. " Si les précipitations ne sont pas propices à fournir de l'eau à boire, les serpents de mer ne peuvent pas survivre, même si les températures océaniques sont favorables. La disponibilité de l'eau douce va être un facteur énorme dans la compréhension des extinctions locales. »

Le déclin des serpents de mer pourrait avoir des effets d'entraînement sur les écosystèmes des récifs coralliens, où ils sont souvent les principaux prédateurs, dit Sheehy. Comme les requins, les serpents de mer se nourrissent souvent de poissons faibles ou malades. L'abattage de ces poissons aide non seulement à maintenir des populations de poissons en bonne santé, mais empêche également une espèce de dominer le récif, il a dit.

Au moins 20 espèces de serpents de mer de la famille aujourd'hui disparue des Palaeopheidae ont autrefois prospéré dans l'océan Atlantique, dont certains atteignaient 30 pieds de longueur. Mais un refroidissement rapide il y a environ 33 millions d'années a probablement causé leur extinction, Sheehy a dit, et les Caraïbes sont restées trop froides pour les serpents de mer jusqu'à ce que l'isthme de Panama les ait scellées il y a au moins 4,5 millions d'années.

Les serpents de mer d'aujourd'hui - environ 60 espèces de serpents de mer entièrement marins et huit espèces de kraits de mer semi-aquatiques - ont évolué dans la chaleur, conditions tropicales du Triangle de Corail à une époque où la région subissait des conditions physiques rapides et dramatiques, changements climatiques et géologiques.

Le niveau de la mer montait et descendait, créant et reliant alternativement des îles et des littoraux et des débits fluviaux changeants. Sédiment d'origine calcaire et volcanique, les roches ignées et métamorphiques ont coulé dans les habitats côtiers, créant des estuaires saumâtres qui auraient pu faciliter la transition des serpents de la terre à l'eau.

"Il n'y a vraiment aucun endroit sur Terre où les changements du niveau de la mer ont eu un effet plus dramatique que dans la région du Triangle de Corail-Indonésie, " a déclaré David Steadman, co-auteur de l'étude et conservateur de l'ornithologie du Florida Museum. "L'enfer s'est déchaîné là physiquement et géochimiquement. Il est facile de voir pourquoi ce serait un endroit où de nouvelles espèces ont émergé."

Des changements historiques dynamiques similaires se sont produits dans les Caraïbes, mais à plus petite échelle, dit Lillywhite. Le nombre d'espèces de serpents vivant dans le Triangle de Corail qui interagissent avec les environnements marins est également environ 20 fois plus important que dans les Caraïbes ou d'autres zones côtières de l'Atlantique.

Le bouleversement écologique continu du Triangle de Corail a donné lieu à une explosion de nouvelles espèces, parmi eux les serpents marins, descendants de la famille des cobras.

"Ces changements créaient des opportunités que ces serpents pouvaient exploiter, " Sheehy a dit. " S'ils sont sur terre, ils sont en concurrence avec d'autres serpents terrestres. Profiter des habitats marins pourrait réduire cette concurrence et ouvrir des ressources que d'autres serpents n'utilisent pas. »

Mais le passage du terrestre au marin n'a pas été simple, et les serpents ont dû faire un certain nombre d'adaptations pour survivre dans leur nouvel environnement.

Parce que les œufs de serpent suffoquent sous l'eau, les kraits marins doivent ramper sur terre pour pondre leurs œufs, tandis que les vrais serpents de mer - qui passent toute leur vie dans l'eau - donnent naissance à des petits vivants.

Les serpents de mer ont développé des valves spéciales dans leurs narines pour fermer leurs voies respiratoires à l'eau et peuvent libérer du dioxyde de carbone à travers leur peau. Ils chassent des proies avec une vision et une odeur sous-marines et, à l'exception du serpent de mer à ventre jaune, ont souvent des régimes très spécialisés.

"Les serpents de mer ont évolué pour survivre d'une manière complètement différente de celle des tortues, crocodiliens ou serpents d'eau douce, " A déclaré Sheehy. "Rien d'autre ne le fait comme les serpents de mer - ils ont fait des adaptations fascinantes pour surmonter le grand nombre de difficultés associées à la survie dans l'océan et sont de loin le groupe de reptiles marins le plus réussi. Nous apprenons encore à comprendre leur biologie fondamentale et le rôle qu'ils jouent dans les habitats où ils vivent. »