’n Studie gelei deur Suid-Afrikaanse wetenskaplikes het getoon dat die see-ys rondom Antarktika gedurende die winter as ’n reservoir van mikrobes optree, waarvan die meeste een ding in gemeen het: die vermoë  om ’n  sekere verbinding (bekend daarvoor om organismes in ekstreme omgewings te beskerm) te produseer en af te breek.

Hierdie verbinding, bekend as DMSP (dimetielsulfoniopropionaat), is een van die aarde se volopste organiese swaelverbindings in die mariene omgewing. Benewens die vermoë om organismes teen omgewingstressors te beskerm, genereer die afbraak daarvan dimetielsulfied (DMS) en metaantiol (MeSH), wat belangrike klimaatverkoelende gasse is.

In poolstreke is die rol van DMSP egter onderbestudeer. In die geval van die Suidelike Yssee is see-ys tot onlangs as 'n onherbergsame omgewing beskou waarvan die mikrobiese gemeenskappe min tot die ekologie van die poolstreek bydra.

In 'n nuwe studie wat vandag (18 Junie 2026) in Nature Communications gepubliseer is, toon wetenskaplikes dat DMSP-konsentrasies in die see-ys in die Suidelike Yssee tot 38 keer hoër is as die omliggende seewater s’n gedurende die Suidelike Halfrond se winter. Hierdie bevinding is belangrik, omdat die ys in September by sy maksimum, ongeveer oor 20 miljoen km2 strek en die Antarktiese vasteland met ’n 400 tot 1 9 00-km wye ysring omring.  

Die studie is gelei deur wetenskaplikes van die Universiteit Stellenbosch (US) in Suid-Afrika, in samewerking met wetenskaplikes van die Verenigde Koninkryk en Italië.

Suidelike Yssee se see-ys ’n reservoir van DMSP

Dr Mayi Buthelezi, 'n mariene mikrobioloog van die US en hoofouteur van die artikel, sê hul bevindinge toon dat Antarktiese see-ys 'n gekonsentreerde reservoir van DMSP is.

“Saam met hierdie hoë konsentrasies DMSP, het ons ook 'n oorvloed alge-merkergene gevind wat kodeer vir DMSP-produksie, sowel as diverse en voorheen ongeïdentifiseerde bakteriële produsente. Hierdie prosesse is sentraal tot die handhawing van ekologiese en fisiologiese aanpassings van mikroörganismes in hierdie ekstreme omgewings,” verduidelik hy.

Hul bevindings toon die wydverspreide metaboliese weë vir DMSP-siklusse in die mikrobes wat vasgevang is in die see-ys van die Suidelike Yssee. Dit beklemtoon verder die rol van hierdie skynbaar onherbergsame omgewing as ’n dinamiese reservoir en transformasie-sentrum wat klimaatverkoelingsiklusse in die poolstreek beïnvloed. 

Prof. Thulani Makhalanyane wat die Suid-Afrikaanse Navorsingsleerstoel in Afrika-mikrobioominnovasie aan die US beklee en senior outeur, sê hul bevindinge dra by tot ons begrip van die rol van die Suidelike Yssee in terme van globale voedingstofsiklusse én klimaatbeheer. 

“Die spesifieke bydraes van mikrobiese gemeenskappe tot aardsisteme, word steeds onderskat. Tot op hede het ons basies net probeeer beskryf watter tipes mikroörganismes in die Suidelike Yssee voorkom, en hoe hulle verskil van dié wat in ander mariene ekosisteme voorkom en nie beperk is tot spoorelemente soos yster en mangaan nie.  

“Met hierdie studie toon ons hoe mikrobiese gemeenskappe bydra tot die herwinning van belangrike swaelverwante verbindings met belangrike bydraes tot klimaatverkoeling. Nou moet ons maniere vind om hierdie mikrobiese gemeenskappe as komponente by die aarde se sisteemmodelle te voeg om te help met voorspellings,” verduidelik hy.

Dr. Stéphane Pesant, mede-outeur en senior mariene datakurator by die Europese Bioinformatika-instituut (EMBL-EBI) in die Verenigde Koninkryk, sê die resultate van hierdie studie het sleutelkennis bygedra tot die navorsings- en innovasieprojek AtlantECO (Atlantic ECOsystems assessment, forecasting and sustainability), 'n samewerking tussen wetenskaplikes in Suid-Afrika, Brasilië en Europa. "Met die onlangse uitbreiding van data-infrastrukture, bioinformatika-vaardighede en kunsmatige intelligensie, begin ons 'n skatkis van historiese data ontgin en belangrike gapings in die geografiese dekking van daardie waarnemings identifiseer. Hierdie studie dra by om daardie gapings te vul," voeg sy by.

Steekproefneming in die Suidelike Yssee in die winter

Die monsters vir die studie is van 11 tot 22 Julie 2022 ingesamel tydens die Suidelike Yssee Seisoenale Eksperiment (SCALE) se winterekspedisie aan boord van die SA Agulhas II-poolnavorsingskip. Gedurende die Suidelike Halfrond se winter, brei die Suidelike Yssee se see-ys ver uit tot by sy noordelike grens. Gekombineer met van die sterkste winde op die planeet, is dit baie moeilik om hierdie streek gedurende hierdie periode te bereik om monsters in te samel. Daarom is hierdie soort data van uitsonderlike waarde (in vergelyking met die oorverteenwoordiging van data wat gedurende die somer ingesamel is).

Dr. Buthelezi, wat aan hierdie ekspedisie deelgeneem het, sê sy eerste doelwit was om die struktuur, samestelling en konsentrasie van mikroörganismes gedurende hierdie tyd van die jaar vas te stel. Maar dit het gou duidelik geword dat hy ook die ekologiese betekenis  van die voorkoms van so ’n hoë konsentrasie DMSP in hierdie omgewing sou moes verstaan. 

“Alhoewel DMSP-produksie eksklusief vir sommige mikrobiese groepe is, is die proses nie metabolies duur nie,” verduidelik hy. “Onder stresvolle toestande, wanneer organismes dit nie kan bekostig om oormatige energie op groei te spandeer nie, druk hulle metaboliese weë uit vir óf intersellulêre sintese, óf ekstrasellulêre invoer van DMSP as ’n buffermeganisme om te oorleef. Terselfdertyd is DMSP ’n noodsaaklike bron van koolstof en swael vir mikroörganismes, wat verder die veelvlakkige rolle van DMSP binne mikrobes wat in see-ys vasgevang is, verduidelik.”

Verhoogde DMSP-produksie in see-ys in vergelyking met seewater word duidelik ondersteun deur metagenomiese data wat verryking toon van gene wat in staat is tot DMSP-sintese. Die resultate toon verder 'n verhoogde mikrobiese vraag na DMSP as 'n antistresmiddel in yskoue  en hipersoutomgewings van die see-ys. In seewater toon die hoë voorkoms van gene vir DMSP-afbraak in vergelyking met dié vir produksie, dat mikrobes in hierdie relatief minder stresvolle omgewing ook DMSP oneweredig as 'n swael- en koolstofbron gebruik.

Alles in ag genome is die teenwoordigheid van DMSP-silkluspaaie in seewater én see-ys voldoende merkers vir die produksie van die vlugtige klimaatverkoelende gasse dimetielsulfied en metaantiol. Die studie bevestig verder die belangrikheid van die Suidelike Yssee marginale yssone as ’n brandpunt van kritieke belang vir die globale swaelsiklus waar biogeochemiese prosesse vir klimaatregulering verbeter word. 

• Die artikel “Dimethylsulfoniopropionate metabolism shapes microbial ecology and physiological adaptation during the austral winter in Southern Ocean sea ice and seawater”, is op 18 Junie 2026 in Nature Communications gepubliseer en is aanlyn beskikbaar.

Het jy geweet

• Die see-ys-ekosisteem is 'n ekstreme laetemperatuuromgewing met interne temperature wat voortdurend onder vriespunt is en wissel van minus 1 graad Celsius tot minus 20 grade Celsius in die winter.

• By sy maksimum omvang in die winter strek die ys oor ongeveer 20 miljoen km2 wat die Antarktiese vasteland met ’n 400-1 900 km wye ring van ys omring.

• Mikrobiese gemeenskappe is sentraal tot primêre en sekondêre produksie van die globale oseaan, wat die Suidelike Yssee insluit. In hierdie omgewing is hulle noodsaaklik vir byna die helfte van die atmosferiese koolstofopname en voedingstofherwinning wat belangrik is vir die aarde se klimaatstelsel. 

• Hierdie studie lewer 'n belangrike bydrae tot die paar beskikbare mikrobiese datastelle, verteenwoordigend van die Suidelike Yssee se winterseisoen.