追緝害死海地八千人的兇手

在流感盛行的嚴冬，您可曾為了開窗與否，天人交戰？還是在搭公車的時候，選擇開走道對面的窗戶，凍死別人，造福自己？通風能降低感染空氣傳播疾病的風險，但交通工具的窗戶到底要怎麼開，才能達到最佳效果？墨西哥物理學團隊發揮所長，在 2022 年 12 月的《科學報告》（Scientific Reports）期刊上，推薦開公車窗戶的方法。^[1]

公車模型

COVID-19 疫情期間，防疫資訊滿天飛。因為事關人命，「♪ 雖然我曾經這樣以為／♪ 我真的這樣認為」，並不能做為給予建議的理由。許多公衛措施的效益，例如：戴口罩和保持社交距離等，都被嚴厲地以科學的方法檢視。這群墨西哥物理學家著眼於通風的機制，想瞭解到底挑哪個位置的窗戶，打開多少扇，對公車內的空氣品質最好。當然，他們並未唱著林憶蓮的〈為你我受冷風吹〉，親自搭車實測，被風吹到掉眼淚；而是打造了一台小模型來實驗，再以電腦模擬運算。^{[1, 2]}

他們參考一輛 9.92 x 2.5 x 2.2 公尺，地板內側離路面 0.4 公尺的實體公車，打造出約 1/10 大的壓克力模型。如圖所示，車體透明，僅窗戶用黑色虛線框出，方便觀察；裡面有二氧化碳偵測器（CO₂ sensor）、風速計（anemometer）；以及可裝卸的 3D 列印乘客，方便創造空車和滿載等狀態。由於假人不會呼吸，所以得從模型的中央車底灌入二氧化碳，代替真實的吐氣。測試氣流時的車速，則主要設定在每小時 50 公里。^[1]

實驗項目

這個實驗從下列兩個角度，來探討通風效果：

1. 開啟的窗戶數目：從不開窗、開 2 扇或 4 扇，到全部開啟等，都嘗試一輪。^[1]
2. 窗戶的位置：一般常見的公車，窗戶都是開在車體兩側，也就是乘客座位的旁邊。不過，科學家在模型的車頭，挖了 2 個長方形的氣窗，看看這種設計的效果又是如何。^[1]

實驗結果

研究團隊發現，在一般擁有左右兩排窗戶的公車上，氣膠（aerosols，又稱「氣溶膠」或「懸浮微粒」）的擴散與排出，均受車內負壓造成的吸力驅動。打開 4 扇，也就是左右各 2 扇窗戶最通風；全開也不會加快氣膠排散，或減少累積。氣流促使氣膠向車頭聚集；有些從前面離開的氣膠，會由後面的窗戶回流；而氣膠在車裡停留的時間，平均為 6 分鐘。不過，當科學家拿出他們改造的新型公車，馬上就超越了傳統公車開 4 扇窗的成效。^[1]

有別於市面上常見的款式，這種新型公車的前方擋風玻璃，靠近車頂處，多了兩個氣窗。如下圖所示，公車移動時，前方氣窗會進氣，產生一股推力帶動通風，而不再仰賴車內負壓的吸力。空氣從前方灌入，通過座位區域，再由車尾原本就設在兩側的窗戶出去；不像開 4 扇的，氣流無法完全貫穿車體。^[1]

以公車滿載 50 人的狀況為例，車速每小時 50 公里時，新款公車內的通風換氣速率，為每人每秒 100 公升；遠高於英國急難科學顧問團（Scientific Advisory Group of Emergencies，簡稱SAGE），在 COVID-19 疫情期間建議的 8 至 10 公升。就算行車速度只有每小時 9 公里，也還能符合 SAGE 的標準。同時，車內氣膠的總量減少，在車速每小時 50 公里的狀態下，滯留的時間降至 50 秒。^[1]

尚待研究的變因

既然新款公車這麼通風，何不趕快上市？上述實驗未涵蓋的數個變因，其實仍有待探究。比方說，3D 列印的假人沒有體溫，真實的公車坐滿活人乘客時，車內的溫度可能較高。如果再考量各地天候，造成的車外氣溫差異，這裡關於氣體流動的結論，便不見得適用。^[1]更何況在空氣污染嚴重的市區，開窗搞不好會弄得灰頭土臉，大概也無益於呼吸功能。假如將來臺灣除了密閉且附空調的公車，也有這種墨西哥的新式車款，身為乘客的您，會想搭哪一種？

參考資料

1. Alexei Pichardo-Orta F, Luna OAP, Cordero JRV. (2022) ‘A frontal air intake may improve the natural ventilation in urban buses’. Scientific Reports, 12, 21256.
2. 滾石唱片ROCK RECORDS（01 JUN 2012）「林憶蓮Sandy Lam【為你我受冷風吹 Suffer for you】Official Music Video」YouTube.

牛奶、羊奶等生乳中含有乳糖（lactose），可以被乳糖酶（lactase）分解。但是小朋友長大以後，乳糖酶基因便不再表現，失去消化乳糖的能力。幾千年前，世界各地卻出現多款基因突變，讓人能一輩子保有乳糖酶。2022 年一項針對歐洲的研究提出觀點：這項能力之所以受到天擇喜好，是因為能避免拉肚子！？

史上最強遺傳適應，演化過程出乎意料？

人類原本和眾多哺乳動物一樣，小時候依賴母乳餵食，長大後不再喝奶，乳糖酶也失去作用。但是隨著人類馴化牛、羊等動物，即使是成年人也常有機會吃奶。

另一方面，由於乳糖酶基因外頭的調控位置突變，使得許多歐洲、非洲人的酵素在成年後可以持續作用，稱為乳糖酶持續性（lactase persistence，簡稱 LP，也就是乳糖耐受），而且同樣效果的不同突變，至少獨立誕生過 5 次。

具有某方面優點，使得存在感增加的 DNA 變異，稱作遺傳適應（genetic adaptation）。已知的人類案例非常多，天擇的影響力有強有弱，LP 算是受到最強烈天擇力量的基因之一。

由此推敲，當人類開始養牛、養羊，又吃奶以後，同時衍生 LP 應該是順理成章的事？然而，一系列考古學、遺傳學、古代遺傳學的探索，卻徹底打破上述看似合理的推論。

首先，考古學調查發現人類在中東馴化牛、羊，吃奶的歷史至少有 9000 年，接著距今 7000 年前已經引進歐洲多處。再來，由遺骸中直接取得古代 DNA 得知，LP 遺傳變異要等到 4000 多年前才出現，而且超過 3000 年前都還很小眾，最近 2000 年內才大幅提升存在感。

• 延伸閱讀：起司、優格與馬奶酒：歐亞草原的乳製品，開啟遊牧民族新時代！

顯而易見，人類開始吃奶的年代，比獲得成年後消化乳糖的能力，更早好幾千年。 2022 年新發表的研究透過更廣泛的取樣分析，再度確認這件事。

再度確認：吃奶比遺傳突變更早好幾千年

隨著技術進步，如今有好幾種方法判斷古代人會不會吃奶，像是分析牙結石中的乳蛋白、容器中的乳脂質等等。新研究偵測陶器中的乳脂質，包括以前發表 188 處，以及新取得 366 處，總共 554 處中東、歐洲的遺址中，得知 6899 件乳製品存在的紀錄。

吃奶的文化能追溯到中東，新石器時代擁有農業的人群，帶著他們的牛、羊一起移民歐洲，也將吃奶文化傳入歐洲。到了距今 7000 年前，歐洲各大地區已經出現乳製品。也許不見得會直接喝生乳，不過肯定存在起司等生乳加工的食品。

比較特殊的是巴爾幹半島，現在的希臘。那時居民會養牛，養羊，吃肉肉；但是分析超過 870 件陶器，完全見不到乳脂質的蹤影。此處或許更晚才建立起吃奶文化。

總之，7000 年前吃奶文化已經廣傳歐洲各地。相比之下，比對不同年代、地點的死人骨頭取樣，消化乳糖的 LP 遺傳變異最早在 4600 年前現蹤，比吃奶晚很多。

而且 LP 出現一段時間後，存在感依然非常低，距今 3000 到 5000 年前的青銅時代，LP 並沒有什麼過人之處。到此為止，LP 只能說是人類族群中的一款普通變異，還不能算是遺傳適應。

• 延伸閱讀：不同地區的 LP 上升年代不一致，例如不列顛就比較早 〈青銅時代晚期，不列顛大量移民，和凱爾特語有關？〉

現代社會：能代謝乳糖沒有好處，不能代謝只有小小壞處

儘管比本來以為的晚很多，LP 遺傳變異在歐洲族群的比例，還是於最近 3000 年內明顯上升。它到底因為什麼優點才受到天擇青睞，歷來爭論不休，有人提出營養、維生素D 等假說，可是都缺乏決定性的證據。

搜集幾十萬人遺傳資訊的英國生物樣本庫（UK Biobank），近來被大量用於各色分析。這項研究從中探討 LP 的影響，分析對象中大部分人具有 LP，少數人沒有（論文用語是 lactase non-persistent，縮寫為 LNP，也就是乳糖不耐）。比對得知，LP 並不會影響喝奶、食用乳製品的行為。

直接喝奶才有乳糖代謝的問題，加工成起司等乳製品可以避免，但是「問題」也許不是真的問題。更進一步比對，LP 對於健康狀況也沒什麼影響。簡單說就是：對 33 萬位英國人的分析發現，LP 與否，無關緊要。

加上其餘資訊推論，現代社會在正常情況下，缺乏 LP 大概就是喝奶拉肚子，不是什麼嚴重的問題。例如隨著中國經濟發展，沒有 LP 的中國人大量喝奶，多數也沒怎麼樣。

這也符合台灣人的經驗，台灣人配備 LP 的比例不高，可是隨著飲食習慣改變，多數人也就是這樣喝奶。另外喝奶會改變人的腸道菌，影響消化狀況，也是一個影響因素。

飢荒、疾病，時代力量的逆境考驗？

為了解釋歐洲歷史上 LP 比例的大幅上升，許多論點提出喝奶的優點，但是想想頗有可疑。把鮮奶加工製成乳製品，就能輕易抵銷 LP 問題，即使是飢荒時節也不例外；不能直接喝奶也不會餓死，吃起司就好。在營養加分方面，能喝奶真的有什麼優勢嗎？

由人群中遺傳變異的比例變化，我們能評估天擇影響的結果，但是不見得能抓到當初天擇真正的目標。新研究的分析指出，LP 的意義似乎不在創造優勢，而是避免劣勢。

跑完一大堆統計分析後，有兩項因素和 LP 的關聯性最高。一項是人口數量的波動，另一項是人口的密度。論文的解釋是，人口數量波動和飢荒有關（飢荒讓人口減少），密度和傳染病有關（人變多會增加傳染病的機率）。

沒有 LP 的人直接喝奶，副作用往往是腹瀉，在豐衣足食的現代社會多半沒有大害，還能刺激代謝，順便減肥；雖然對某些人而言，拉肚子依然是困擾的問題。

至於營養不良的人，腹瀉更可能出問題；某些疾病下，拉肚子造成脫水，容易重傷害健康。時常被營養不良、傳染病、飢荒等災厄糾纏，是古代的常態。

由此推論，不論是饑荒的短期逆境，或是傳染病的長期逆境（論文沒有特別討論，我想也包括寄生蟲？），配備 LP 的人由於能少拉肚子，生存機率也會大一點。

魔鬼藏在拉肚子？

影響最大的年齡層可能介於 5 到 18 歲。此一小大人的階段，乳糖酶將漸漸失去作用；營養不良、體弱多病的人身體比較脆弱，拉肚子是要命的事，這或許正是天擇的目標！

古時候衛生狀況不佳，拉肚子大概很常見，而未成年人的死亡率也遠勝現在，小孩死掉並不意外。在此之下，能減少拉肚子的 LP 遺傳變異，長期累積下來，正面影響力或許頗為可觀。

這項研究的說法是否正確？它仍不足以算是決定性的證據，不過脈絡頗有道理。非洲也有多個獨立誕生的 LP 遺傳變異，相較於歐洲了解少很多，這是個潛在的研究方向。

另外不可忽視，讓乳糖酶維持作用的 LP 遺傳變異，也受到飲食習慣、生活背景影響，不單純是遺傳的事。例如自古牧業發達的蒙古、哈薩克，居民的 LP 比例一直很低，幾千年來也活得很好。少拉肚子也許能解釋歐洲的狀況，其餘地區不宜過度延伸。

延伸閱讀

• 起司、優格與馬奶酒：歐亞草原的乳製品，開啟遊牧民族新時代！
• 德國青銅時代的戰士們，大多乳糖不耐
• 短篇  新石器時代適應歐洲北部，不吃魚的乳酪理論？
• 以牛為尊的Maykop文化，大家都吃羊奶！
• 6000年前非洲人，牙結石中的乳蛋白
• 蒙古5000年，牛羊馬駱駝，乳製品的歷史 
• 小河公主等4000年前新疆人，遺傳不是西方人，也不是現在的東方人
• 巴瑤人x脾臟x基因變異：讓真人版水行俠潛水很久的秘密是？

參考資料

1. Evershed, R. P., Davey Smith, G., Roffet-Salque, M., Timpson, A., Diekmann, Y., Lyon, M. S., … & Thomas, M. G. (2022). Dairying, diseases and the evolution of lactase persistence in Europe. Nature, 1-10.
2. The mystery of early milk consumption in Europe
3. Famine and disease drove the evolution of lactose tolerance in Europe
4. How humans’ ability to digest milk evolved from famine and disease
5. Ancient Europeans farmed dairy—but couldn’t digest milk

本文亦刊載於作者部落格《盲眼的尼安德塔石匠》暨其 facebook 同名專頁。

18 日首先公布唐獎「永續發展獎」得獎人，由曾任三屆聯合國秘書長之特別顧問、現任哥倫比亞大學永續發展中心主任、聯合國永續發展解決方案網路(SDSN)主席，對於永續發展目標（SDGs）的制訂與倡導貢獻良多的國際知名經濟學家—傑佛瑞·薩克斯（Jeffrey D. Sachs）獲獎，唐獎肯定他在跨領域永續科學議題上的主導角色，以及其所創可應用於鄉村、國家和全球的多邊行動。

當今人類正共同面對環境汙染、極端氣候、能源危機、Covid-19 造成的健康、社會經濟衝擊，以及因一些區域衝突所引發的糧食短缺與通貨膨脹等種種嚴峻的考驗，身為國際知名經濟學家，薩克斯教授不僅在債務危機、惡性通膨、計畫經濟過渡到市場經濟、減少貧窮……等專業領域有開創性的研究成果。

針對全球永續發展所面臨的複雜問題，他更結合全球經濟、公共健康、公平正義與永續性等不同面向，提出開創性的跨領域方法，協助永續發展成為一個可被學術研究及評量實踐的整合性領域。

不論在學術領域、對世界領袖的建言、教育創新和全球永續發展推動與具體實踐上，薩克斯教授均顯示其為具備人文關懷、有願景及具影響力的領導者。

集合統整跨領域的開創方法

傑佛瑞·薩克斯曾在 2002—2006 年，代表聯合國秘書長安南主持聯合國千禧年計劃（Millennium Project），其主要任務是提出具體可行的行動方案來達成 8 項千禧年發展目標（MDGs）^[註1]。其顯著的計畫成效表明了 MDGs 可藉由科學、技術及公共政策的最佳實踐來達成。而聯合國依據 2005 年 9 月特別會議之建議，而後在 2006—2015 年間針對非洲鄉村問題所制定的千禧年鄉村計劃（Millennium Village Project），亦是由薩克斯教授負責，此計劃選定於塞內加爾、奈及利亞、衣索比亞……等10個國家執行，計畫進行的 10 年期間，不管是增加農業生產、減少幼童發育遲緩及降低嬰幼兒死亡率上都有可觀的成果，影響人數高達 50 萬人。其運用整合性鄉村發展來達成 MDGs 的模式，後續更被不少國家複製應用於減少貧窮的相關計畫中。

促成永續發展目標（SDGs）

基於 MDGs 的執行經驗，傑佛瑞·薩克斯一開始便參與了聯合國永續發展目標（SDGs） ^[註2] 的倡導與推動。SDGs 為發展全球永續未來的藍圖，2012 年於巴西里約的第三次地球高峰會（Rio+20）首度被提出，針對全球面臨的貧窮、不平等、氣候變遷、環境惡化等挑戰，制定出包含「終結貧窮」、「健康與社會福利」、「減少不平等」、「氣候行動」、「保育海洋生態」……等 17 項目標，其下還包含 169 項細項目標以及 232 項指標，以協助具體量化與追蹤執行成效。薩克斯教授在 MDGs 顯著的執行成果，以及其於幕前與幕後的大力奔走，對於影響各國接納 17 項 SDGs 作為 MDGs 的後續計畫與達成共識方面，均有極大的貢獻。

為了推動永續發展目標（SDGs），同年（2012 年） 薩克斯教授在聯合國秘書長潘基文的領導下，建立並主持由大學及智庫組成的全球性組織—聯合國永續發展解決方案網路（SDSN），作為協助各國實施及達成 SDGs 的全球知識支撐系統與最大智庫，發表許多具影響力的報告及學術研究成果、提供線上課程並每年舉辦數百場和 SDGs 相關的會議，目前 SDSN 在全球 137 個國家有 47 個網路及 1600 多個組織成員。

對抗人為導致的氣候變遷

傑佛瑞·薩克斯了解制定氣候治理中長期政策架構的重要性。針對「深度減碳」議題，他帶領並完成對全球極具影響力的「深度減碳路徑報告書」，針對世界 15 個主要國家，就能源轉型、產業轉型、科技研發與政府治理等面向，提出具體可執行的深度減碳計畫。此報告書在 2014 年 9 月提交給聯合國秘書長潘基文，表明在到達 2050 年前的數十年期間，各國能如何找出適合自己國家的減碳途徑，既能維持一定程度的經濟發展，也具備技術可行性。後續許多國家也依循此研議，制定了相應的深度減碳路徑。

在 2015 年通過的巴黎氣候協定上，傑佛瑞·薩克斯也有重要的參與。長期以來，在全球氣候治理的議題上，他一直是協助研議關鍵政策的重量級學者。在巴黎氣候協定密集協商的階段，在幕後參與了法國、美國和其他一些國家對於協定內容及如何達成協定的討論。聯合國永續發展目標及巴黎氣候協定，被讚許是全球要達成永續發展的兩個重要支柱，薩克斯教授在這兩個重要支柱中扮演獨特且關鍵性的角色。

提供各國重要諮詢

身為國際知名的經濟發展、總體經濟及對抗貧窮的專家，傑佛瑞·薩克斯也曾對多個面對複雜經濟挑戰的國家提出諮詢建議，包括終止通貨膨脹（波利維亞、祕魯、波蘭）、債務減免談判（波利維亞、巴西、波蘭）、導入市場經濟（波蘭、俄羅斯）、國家新貨幣發行（愛沙尼亞、斯洛維尼亞）、區域發展推動（中國）與擴大健康體系規模（衣索比亞、迦納、印度等）。幾個國家授予薩克斯教授該國最高之榮譽，以感謝他在經濟改革過程中所做的貢獻。

註解

1. 千禧年計劃 （Millennium Project）：1.消滅極端貧窮與飢餓。2.普及初等教育。3.促進性別平等並賦予婦女權利。4.降低兒童死亡率。5.改善產婦保健。6.防治愛滋病、瘧疾以及其他疾病。7.確保環境永續。8.促進全球合作與發展。
2. 永續發展目標（SDGs）：1.終結貧窮。2.消除飢餓。3.健康與社會福利。4.優質教育。5.性別平權。6.淨水及衛生。7.可負擔的潔淨能源。8.有尊嚴的工作及經濟成長。9.工業化、創新及基礎建設。10減少不平等。11.永續城鄉。12,責任消費及生產。13.氣候行動。14.保育海洋生態。15保育陸域生態。16和平、正義及健全制度。17.多元夥伴關係。

【關於傑佛瑞·薩克斯】

1954 年出生於美國密西根州底特律的薩克斯教授，於哈佛大學完成經濟學的學士 、碩士及博士學位，1980 年拿到博士後不到 4 年時間就成為哈佛大學的正教授。曾任哥倫比亞大學地球學院主任、三屆聯合國秘書長之特別顧問。

一生獲獎無數，包括法國榮譽軍團騎士勳章（依法國總統令頒授） 、印度能源與資源研究所 （TERI） 永續發展領袖獎、日本旭硝子基金會藍色星球獎等，並於世界各地獲頒 38 個榮譽博士學位。他發表了數百篇學術論文及多本書籍，其中三本：「貧窮的終結」、「66 億人的共同繁榮：破解擁擠地球的經濟難題」 和「文明的代價」還榮登紐約時報暢銷書。

【關於唐獎】

有感於全球化的進展，人類在享受文明與科技帶來便利的同時，亦面臨氣候變遷、新傳染疫病、貧富差距、社會道德式微..等種種考驗，尹衍樑博士於 2012 年 12 月成立唐獎，設立永續發展、生技醫藥、漢學及法治四大獎項，每兩年由專業獨立評選委員會（邀聘國際著名專家學者，含多名諾貝爾獎得主），不分種族、國籍、性別，遴選出對世界具有創新實質貢獻及影響力的得主。每獎項提供5千萬獎金，其中含1千萬支持相關研究教育計畫，以鼓勵專業人才投入探索 21 世紀人類所需，以頂尖的創新研究成果及社會實踐引領全人類發展。