미국 과학협회(Society for Science)는 1950년부터 세계의 청소년을 대상으로 과학영재를 선발하고 장학금을 지원하는 세계 최대 규모의 국제과학기술경진대회(Regeneron International Science and engineering Fair, ISEF)를 개최해오고 있다. 2025년 5월에 열린 제75회 ISEF에는 62개국(지역)으로부터 1,657명이 참가했으며, 총 상금은 $9,000,000였다.
과학기술 관련 22개 분야별로 1등부터 4등까지 수상자를 선정하는 이 대회에서는 지난 1년 동안에 이루어진 실험과 연구만을 발표하여 우수 학생을 선정한다. 이번 대회의 수상자 중에는 김리야(15)라는 여학생과 두 남학생 이동현(16), 이동규(16) 세 학생이 협동하여 연구한 <Magneto-Priming>(자력 증진)이라는 연구가 수상작으로 선정되었다.
흥미롭게도 세 고교생 서태평양 괌섬 근처에 있는 미국령 북마리아나섬의 사이판 국제학교 학생이었다. 그들의 연구 주제는 더 흥미롭다. 무중력 우주 공간에서는 지구에서와 달리 중력의 영향이 없기 때문에 식물의 뿌리와 잎은 지하와 지상을 향하는 굴지성과 굴광성이 정상으로 나타나지 않는다. 장기간 우주여행을 할 때 우주선 속의 식량 식물이 지향성을 나타내지 못한다면 정상적인 생장과 수확을 기대할 수 없다.
자력 증진이란?
강한 자력의 영향을 받는 조건에서 씨앗을 발아시키면 훨씬 빨리 발아하고 성장이 좋으며, 염분 농도가 높은 토양에서도 잘 자라는 생리 현상을 자력 증진이라 한다. 자력 증진은 오래 전에 알려진 지식이다. 즉 자력은 식물 세포로 하여금 수분을 빨리 흡수하게 하고, 식물 호르몬 생산을 증진시켜 세포가 단백질 합성을 신속하게 한다고 알려져 있다.
세 학생의 새로운 자력 증진 실험
실험 결과 :
1. 앞 사진에서, 자석을 붙인 아랫쪽 페트리디시 속의 완두콩은 자석이 없는 위 페트리디시 속의 완두콩보다 28% 정도 빨리 발아했고, 새싹은 67% 정도 빨리 자랐다. 자력이 생장을 크게 촉진 시킨 것이다.
2. 자력이 미치지 않는 위 페트리디시 속에서 발아한 뿌리는 뻗은 방향이 일정하지 않다. 그러나 아래 페트리디시에서 발아한 뿌리는 자석을 향해 자라고 있고, 새싹은 뿌리 반대쪽을 향하고 있다.
3. 이런 실험 결과는 자력이 식물의 발아와 생장을 촉진하고, 중력과 비슷한 영향을 식물체에 작용하고 있음을 증명하는 것이다.
수상자 세 학생은 자력 증진에 대한 단순한 식물의 생리를 이해함에 따라 여기에 회전배양기를 활용하는 발상을 함으로써 유사 중력에 대한 새로운 자연의 원리를 확인하게 된 것이다. 북마리아나섬에 사는 한국계 고교생들의 ‘자력 증진’ 실험은 장기 우주여행을 할 때 우주선 속에서 식량식물을 더 효과적으로 재배하는 방법으로 이용될 수 있을 것이다.
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