用十分鐘看懂 《近代科學發展史》

要核能、綠能、還是天然氣？大家不用吵了，因為讓我隆重介紹，宇宙太陽能準備登場，地球將進入能源自由，人類文明將邁入下一個時代！

雖然只是邁入第一步，但我沒有在開玩笑，美國、日本、歐盟、英國都陸續展開宇宙太陽能計畫，預計在太空中布下大量太陽能板，將取之不盡的能量，不分晝夜、不分天氣地將能量源源不絕的傳回地球。而且第一階段的測試，已經在宇宙中測試成功了！

宇宙太陽能真的可行嗎？我們離能源自由，還有多遠？

為什麼要去太空中進行太陽能發電？地面太陽能的困境

台灣要選擇哪種能源配比，各方論點各有道理。而同樣的問題，不只是台灣，對世界各國來說都是爭論不休的議題。面對這樣的困境，竟然有人提議往太空探索，去太空中進行大規模太陽能發電，並將能量傳回地球，成為宇宙太陽能電廠，一舉解決所有能源問題。可是就算不去太空，在地面上的太陽能近年來成長迅速，安裝量和產量都持續增加，為什麼非得跑到太空中去做一樣的事呢？

雖然太陽能板的設置成本近年來降低很多，能不能穩定發電卻要看老天臉色，而且需要的佔地面積廣大。世界上只有少數幅員廣大，日照充足的國家可以打造 GW 等級的太陽能發電廠，像是印度，中國，以及中東地區。許多地方例如台灣，多以民間業者小規模發展為主，很難建設大規模的太陽能發電廠，如果要大規模使用農地、魚塭、屋頂種電，也有許多問題等待解決。

不過只要把太陽能搬到外太空，就可以大喊：「解開束縛、重生吧！太陽能，我還你原型！」

首先，太空中可以接收到更多的陽光。由於太空中沒有夜晚，所以軌道上的衛星幾乎可以 24 小時暴露在陽光之下。此外，太空中的陽光不會像地面上的冬天或傍晚，有傾斜入射的問題。太陽能板可以隨時指向太陽的方向，和太陽光的方向保持垂直，接受百分之百的陽光照射。根據計算，同一塊太陽能板放在太空中可以接受到的陽光量至少是地表的三倍以上。

另外，地球的大氣其實幫我們阻隔了許多陽光，保護地表上的我們不會被瞬間曬傷。就算是晴朗無雲的日子，大氣層還是會散射掉許多的陽光。太空中的太陽輻射比地表強上不少，大約多了 40% 左右。

綜合前面所說的，只要把現有的光電材料放到衛星軌道上，就可以輕鬆獲得約四倍的發電量。此外還不需要任何占地，不會對環境生態帶來負面影響。

太空種出的電要怎麼運回地球？

你可能會好奇，在太空中收穫這麼多太陽能，要怎麼運回地球給大家使用呢？難道要存在電池裡再回收嗎？科幻大師艾西莫夫早在 1941 年就想過這個問題了。在他的短篇小說《理性》中，各個太空站會再收集太陽能之後，用微波光束將能量傳送至不同行星，也就是遠距無線傳輸能量。

雖然這種技術在當時屬於科幻情節，但現在的我們知道這樣的技術在原理上可能辦到的。在我們介紹無線獵能手環那集，我們有提到電磁波傳遞能量的問題，就是能量會以波源為中心向外發散，並且能量隨著距離快速衰減。想要高效率傳輸能量，如果不想接條線，就必須使用指向性的波源，將能源都集中到一點。

現在，我們使用多個天線組成陣列，並調整他們的相位，讓各個天線發出的微波產生干涉，形成筆直前進的單方向微波束，將能量精準發射到遠處的一個點。除此之外，因為選擇的電磁波頻段是微波，就像手機訊號可以穿過牆壁到你的手機一樣，特定頻率的微波也能穿透大氣層或雲層的阻擋。即使地球上的我們是下雨天，宇宙太陽能仍能透過微波將能量傳至地表，大幅降低天氣造成的影響。

所以，只要把所有太陽能板發射到地球同步軌道上，讓它們在軌道中展開，組裝成大還要更大，邊長長達數公里的超大太陽能板。這樣空中太陽能發電廠就會一直維持在天空中的某一點，地面的我們，只要蓋個微波接收站就可以了。當然要將所有設備發射到地球同步軌道上所費不貲，較可行的做法是先用火箭將衛星射入高度較低的低地球軌道中，再利用衛星本身的離子噴射等方式把自己慢慢推到地球同步軌道。

這個主意，在 1968 年工程師 Peter Glaser 就在 Science 期刊上提出，還向美國政府申請了專利。當時，美國能源局和 NASA 也覺得這個概念挺「有趣」的，針對宇宙太陽能做了一系列的調查並提出了正式的可行性報告。不過當時各方面的技術未成熟，無法進行測試。最重要的是，要把一整個太陽能發電廠射到太空，實在要花太多錢，產出的電根本就不敷成本。

好消息是，太空運輸成本近年來已經降低很多。SpaceX 的獵鷹九號火箭將每公斤物質運到低地球軌道的成本，只需要約三千美元，是過去使用太空梭運載的二十分之一。這讓宇宙太陽能的可能性，從僅只於科幻，搖身一變成為潛力無窮的未來能源。

宇宙太陽能離我們有多遠？

從美國、英國、歐盟到日本，都已經放話要加入這場全新的太空能源競賽。領跑者之一是日本的太空機構，宇宙航空研究開發機構 JAXA，預計在 2025 年前後展開從太空向地面送電的實驗，並在 2030 年左右開始試運轉宇宙太陽能機組，是有生之年就能看到的成果！

這個時程也不是信口開河，日本在 1980 年代左右便開啟了宇宙太陽能計畫。經過數十年的規劃與研發， JAXA 已在 2015 年進行地面測試，成功將電能傳輸到 55 公尺外的接收天線，驗證遠距傳輸能量的可行性。這個實驗相當重要，因為在發射成本的問題解決之後，宇宙太陽能要面對的下一個難題，就是如何有效地從外太空軌道遠距送電。雖然我們已經知道可以透過干涉的方法，讓微波束直線前進，但實際運作時，還是會有一個很小的發散角，不會完全平行。

失之毫釐。差之千里。地球同步軌道離地表可是有三萬六千公里，小小的發散角到地面就會嚴重發散，地面的接收天線尺寸也不可能無限擴張。這任務的難度差不多等於要從操場的一端用雷射筆打到另一端的蚊子，非常困難。JAXA 的天線雖然目前還未達到需要的準度，但是發散角已經能控制在 0.15 度左右，足以從較低的低地球軌道傳輸能量回地球，做初步的測試。

從還處在規劃階段的日本，瞬間移動到地球的另一端，美國的研究團隊，在這個月已經宣布取得重大突破。加州理工學院的宇宙太陽能計畫在今年初，成功讓一個小型測試模組，乘著 SpaceX 的獵鷹 9 號前進低地球軌道，進行太空中的實際測試。這個小型模組包含三個小實驗。第一個實驗是測試宇宙太陽能板的結構、封裝、以及展開並組裝的程序。第二個實驗則是要在 32 種不同的光電材料中，找出哪種在太空中效果最好。第三則是要測試微波傳輸能量在太空中的可行性。

就在今年的 6 月 1 號，團隊宣布他們設計的可彎曲天線陣列，在太空中成功傳送能量到三十公分外的接收天線，點亮了 LED 燈。雖然距離只有短短的 30 公分，但是整個實驗暴露在外太空的環境中進行，證明他們的設計可以承受最嚴苛的環境條件。做為測試，他們也嘗試讓天線發射能量到遠在地球表面，大學實驗室的屋頂上。並且，還真的被他們量測到了數值。儘管規模不大，但這是宇宙太陽能第一次的軌道測試，結果相當振奮人心。

如此看來，技術的發展似乎相當樂觀。可是要用於民生發電，成本是很大的重點。宇宙太陽能真的符合經濟效益嗎？或是我們該把資源留給其他選項呢？

宇宙發電廠符合經濟效益嗎？

根據美國能源情報署 EIA 的資料，1GW 發電容量的發電廠，傳統燃煤發電廠的初期建設成本，大約是一千億台幣，核電廠大約是兩千億台幣。那宇宙太陽能呢？每 1kW 的發電需要二十公斤的材料，1GW 就需要兩萬公噸。目前 SpaceX 獵鷹重型火箭運送每公斤材料進入軌道，需要三萬台幣。也就是說，光是將設備全部送上太空的運輸成本，就需要六千億的驚人花費。再加上太陽能板與相關設備的建置成本，以地面型太陽能發電廠為參考的話，大概還要多花500億台幣。而 JAXA 方面的預估，打造第一座 1GW 宇宙太陽能至少需要一兆兩千億日圓，雖然比我們用獵鷹重型火箭預估的還要低，但仍是一筆龐大費用。

那宇宙太陽能真的只是將鈔票往太空撒，空有理想的計畫嗎？當然不是，有兩個讓科學家不放棄的理由——首先是未來建造成本一定會下修。太空的發射成本相比 50 年前，已經少了兩個零，在 SpaceX 的發展下，還在持續地快速減少。另一方面，太陽能材料的輕量化工程也持續在進行，每 kW 發電重量只有十公斤或以下的太陽能材料已經不是虛構。新式的太陽能材料，我們未來也會陸續介紹。這兩個因素加乘在一起，一兆兩千億日圓的成本，很有機會在幾年內就減少為十分之一或更少。

更重要的是，宇宙太陽能一但建置完成，就會成為可做為基載能源的再生能源，減少對石化燃料的依賴。甚至因為主要設備都在太空，地面只需要建設接收站，可能將解決許多偏遠地區的能源問題，一舉改變全世界的能源型態。而且與許多八字還沒一撇的發電方式相比，宇宙太陽能已經算是距離現實很接近的選項，也難怪各個國家紛紛搶著要發展這塊領域。不過雖說是永續能源，還是有許多方面值得深入研究。例如要把幾萬公噸的材料射到軌道中，需要排放多少的火箭廢氣？一但規模化，這些巨大的宇宙太陽能板是否會成為小行星的標靶，或在一次的太陽風暴過後，讓軌道中堆滿太空垃圾？

宇宙太陽能究竟能不能成為可靠的新興未來能源，從想都不敢想，到開始精算成本，相信我們很快就會知道答案。

歡迎訂閱 Pansci Youtube 頻道 獲取更多深入淺出的科學知識！

匈奴帝國是歐亞草原的第一個帝國，主要疆域位於蒙古，世界史上有一席之地。匈奴人缺乏自身的文字記載，後人只能參考旁觀者，主要是漢朝人的歷史紀錄。所幸近來考古學、遺傳學的進展，大幅增進我們對匈奴的認識，也帶來新的啟示。

由遺骸直接取得古代 DNA 分析遺傳訊息，此前得知「匈奴人」的血脈源流相當多元，2023 年問世的一篇論文，調查匈奴帝國西部邊疆的墓葬，發現當地地位最高的都是女生，血緣絕大部分算是「東方」；而地位較低的男生們，遺傳上更加多元。

匈奴帝國的西部邊疆

匈奴帝國沒有明確的國界，不過當然有個勢力範圍。這項研究調查的地點位於現今的蒙古國西部，地理上算是阿爾泰山的南部，新疆的準噶爾盆地的東北方。這兒在匈奴時期，可謂匈奴勢力的最西端。

兩處大墓葬群距離約 50 公里，各有很多個墓。一些墓中有不少高貴的陪葬品，推測長眠者的地位較高；還有更多墓的派頭普通，墓主生前地位似乎較低。

一處墓葬群 Takhiltyn Khotgor，簡稱 TAK，年代介於公元前 40 年到公元 50 年。有兩小群 THL-82 和 THL-64 被完整挖掘，都以一位女性的華麗墓葬為主，周圍環繞幾個衛星墓葬。另外 THL-25 目前只有挖掘衛星墓葬。這兒以前報告過 1 個，加上這回 7 個，總共 8 個古代基因組。

另一處墓葬群 Shombuuzyn Belchir，簡稱 SBB，年代介於公元前 50 年到公元 210 年，這回貢獻 10 個古代基因組。

身份高貴的女士們

匈奴帝國的年代約為公元前 200 年到公元 100 年，因此這回調查的樣本包括中期到後期，是匈奴已經興起一段時間後的狀況。研究對象們都只有代號，讀者假如有興趣，也能試著替他們取名字，比較有親切感。

完整挖掘的 THL-82 墓群的成年女生「TAK001」，陪葬在該區域最豐富。她長眠於裝飾精美的木製棺材，旁邊擺著六匹馬、中國風格的青銅馬戰車配件、一個青銅壺等陪葬品。

THL-64 墓群另一位狀況類似的女生「TAK002」長眠於木製棺材，旁邊擺著一匹馬、四隻羊，以及代表太陽及月亮的金盤。日、月是匈奴的象徵之一， 匈奴價值充斥。

澎湃的陪葬品以外，考古學家認為，我們想來平凡的木頭棺材，其實最能彰顯她們匈奴精英之尊貴地位。因為附近地區缺乏樹木，墓葬一般採用石材；木製棺材必需長途進口木柴方能製作，或許有數百公里之遙。更不用說，弓箭是匈奴人的命脈，而木頭是生產弓箭的寶貴原料。

由墓葬況狀判斷，這兩位女生當年是該地區身份很高的人，而周圍的附屬墓葬可能是她們的手下。有意思的是，與她們埋在一起的其他人，大家都沒有血親關係。

寫到這兒不能逃避，有必要解釋一下何謂匈奴的「血緣」，古遺傳學家講的「多元」或東方、西方是什麼意思？

多元血緣之匈奴帝國，哪些DNA融入蒙古？

至今已經累積超過一萬個古代基因組，大部分位於歐洲、中東，不過歐亞大陸北部、中部也有一批，交叉對照可以判斷，歷代蒙古居民的遺傳組成與變化。

• 延伸閱讀：蒙古遺傳史(上)匈奴以前

匈奴帝國在兩千多年前誕生，比這更早以前，蒙古地區的人口十分有限，可以粗略劃分出三大遺傳族群。

偏東邊的 Slab Grave，以蒙古鐵器時代早期的樣本為代表（也類似所謂的 Ancient Northeast Asian，簡稱 ANA 祖源）。北邊的 Khövsgöl，以貝加爾湖附近青銅時代晚期的樣本為代表。拆解更細的話，Khövsgöl 其實也有源於草原西部的小部分血緣，不過兩者在這項研究都被視為「東方」。

靠西邊的阿爾泰地區，以青銅時代中期、晚期的樣本為代表，這支血脈大部分能追溯到草原西部較早的移民，算是匈奴較早的「西方」成分。這些祖源應該是匈奴帝國興起前，蒙古地區的人群基礎。

匈奴時期，又有更多方向的血脈加入草原大聯盟。東南方向的漢朝人，用此前發表的「Han_2000BP」為代表，無疑算作「東方」。

「西方」有多個源頭。西北方向的 Sagly/Uyuk，以阿爾泰山鐵器時代的 Chandman 樣本為代表（和東方的斯基泰人，例如「巴澤雷克文化」類似，還具備小部分 BMAC 血緣），不過地理上其實沒有太西。

還有西南方向的綠洲地帶「巴克特里亞－馬爾吉阿納（Bactria–Margiana Archaeological Complex，簡稱 BMAC）」，以及再度由草原西部遠道而來，血緣類似薩馬提亞人（Sarmatians）的新移民。

• 延伸閱讀：蒙古遺傳史(下)匈奴，突厥，回紇，契丹，到蒙古帝國

匈奴作為歐亞大陸中心的大帝國，融入各地血脈並不意外。奇妙的是，這項研究只探索一處很小的地區，同屬一個社群的幾個墓葬，竟然涵蓋大部分的血緣變化。

少少幾人，大家血緣都不一樣

陪葬品最華麗的 TAK001 有馬有車，姑且稱呼她為「馬車女士」。她配備約 9.3% 的少量西方血緣，大部分則是 Khövsgöl 東方血緣。葬在她附近的兩位男生「TAK008」和「TAK009」約 86.8% 西方血緣，三人間都沒有血緣關係。

充斥匈奴精神的 TAK002 姑且稱為「日月女士」。她幾乎完全配備東方血緣，卻與馬車女士不同。日月女士有一半為 Slab Grave，另一半則是漢朝血緣。她附近兩位男生「TAK003」的西方成分很高，「TAK004」則是 Slab Grave 東方血緣，三人間都沒有血緣關係。

另一處目前只挖掘衛星墓葬的 THL-25，分析兩人。男生「TAK006」完全為東方血緣，和日月女士一樣是 Slab Grave 加漢朝組合，不過比例不同。

「TAK005」是蘿莉，她是這群墓葬中唯一陪葬寒酸的女性，或許是年紀太小。她完全為 Sagly/Uyuk 西方血緣，另一位成年男生 TAK003 也有 70%。再度提醒讀者，盡管視作西方，此一追溯到阿爾泰地區的血脈，實際上並沒有多西邊，距離這回調查的遺址也不太遠。

總之，TAK 墓葬中人，每個人的血緣組成都不太一樣。男生們的血緣可謂變化多端，什麼都有。地位最高的馬車女士、日月女士皆以東方血緣為主，雖然兩位的「東方」完全不一樣。

高貴女士的姻親網絡

50 公里遠處的 SBB 墓葬群，遺傳主要有 Slab Grave 東方、Sagly/Uyuk 西方兩款祖源，不同人的比例不同。看起來地位最高的墓葬 SBB002、SBB003、SBB007、SBB008 四位都是女生。

男生「SBB010」的陪葬品有鐵製的縫衣針。可見在匈奴文化中，縫衣針並非專屬於女生的陪葬品。

成年女生「SBB007」陪葬算這兒最豪華的，長眠於裝飾精美的木製棺材，擺著騎馬用的裝備、鍍金鐵帶扣、漢朝的彩繪漆杯。顯然匈奴女生不只社會地位高，也會騎馬（她以前因此被判斷為男生）。

為表示尊崇，姑且稱她為「騎馬女士」。她擁有大量 Slab Grave，少量漢朝和 Sagly/Uyuk 血緣。

個人層次上，「SBB005」最有意思。她是一位蘿莉，父母為遺傳上的近親，大概是表兄弟姐妹等級的二度血緣關係（不過取樣分析中沒有直接見到她的父母），也是這回分析中唯一的近親繁殖寶寶。

• 延伸閱讀：人口有限的古代社會，依然盡量避免近親配對？

這位蘿莉和騎馬女士是二度親戚關係，遺傳組成也類似騎馬女士。蘿莉也與「SBB001」是二度親戚關係，但是 SBB001 和騎馬女士兩位並非血緣上的親戚，所以他們可謂騎馬女士為首的同一社群中，埋葬在一塊的姻親。

匈奴大聯盟，眾多女主經營的統治網絡？

這回的分析對象僅管沒幾個人，眾人的血緣卻千變萬化，乍看有些雜亂。從中能得知哪些啟發？論文強調的觀點是：匈奴西部的邊疆地帶，東方血緣的女性扮演重要角色。

匈奴人的血緣非常多元，可謂歐亞大陸的熔爐，沒有所謂的匈奴 DNA；可是掌握權力與資源的，似乎更集中在特定族群。然而，Khövsgöl（匈奴北部）、Slab Grave（匈奴東部）、漢朝（匈奴外頭的東南部）血緣僅管都可以歸類為「東方」，淵源卻明顯有別。

從已知極為有限的樣本看來，配備這些血脈的女生，都有機會在匈奴社會中身居高位。加上其他匈奴邊疆的考古調查，此狀況似乎更為常見。也許這是匈奴的統治集團，在各地建構權力網絡的方式：源自東方的貴族女生，各自經營各地的群體。

由漢朝人的記錄看來，匈奴好像是鬆散的部落聯盟，但是匈奴帝國具體如何運作，我們幾乎沒有概念。這將是有意思的探索方向，也令人興起一些大膽的猜想。

與日月同在的文明帝國

換個角度思考也很有意思。依照漢文記載，匈奴人在荒郊野外居無定所，文化低落，生活原始又暴力；漢朝人假如被野蠻人擄掠，或是隨著和親進入匈奴，簡直就是從天堂淪落到地獄！

可是如今知道，歷來應該也有些漢朝人口用腳投票，自願投奔匈奴，想來匈奴生活並沒有那麼慘。至少我們能肯定， 被編戶齊民鎖在土地上，當韭菜索求無度的那些漢朝人，日子超級淒慘。

這回取樣的地點位於匈奴西部的邊疆，距離漢朝本土頗有距離。不過分析的 18 人中，五位或多或少具有漢朝血緣，三位還是地位崇高的成年女性。

倘若再考慮性別與政治，或許會有更不一樣的想像。住在漢朝的女性出生再好、個人資質再優秀，一輩子都沒機會擔任行政工作職位，但是如果活在匈奴……

有一半漢朝血緣的日月女士（粒線體單倍型為 A11。不確定她是第一代移民的女兒，或父母搭配剛好提供一半），生前是一方疆土的管理者，死後高規格的墓葬，見證她畢生的功績受到認可。伴她長眠，象徵匈奴精神的日、月金盤，對她有什麼特殊意義嗎？

有一位漢朝官員陳湯曾言：「明犯強漢者，雖遠必誅」，可謂反辱華的先驅。但是如今我們也知道這個世界上，不只一種「文明」。

延伸閱讀

• 蒙古遺傳史(上)匈奴以前
• 蒙古遺傳史(下)匈奴，突厥，回紇，契丹，到蒙古帝國
• 蒙古3500年前青銅時代開始，那時沒有馬，甚至也沒有青銅
• 蒙古青銅時代Deer stone-Khirgisuur，怎麼建築鹿石陣？
• 匈奴與蒙古草原帝國，不只吃肉與乳製品，也吃小米
• 從斯基泰的高調土豪，到匈奴的低調奢華—《草原王權的誕生》(上)
• 在海洋台灣，遙望大陸的中國與草原—《草原王權的誕生》(下)》
• 中亞南亞遺傳史(上)伊朗，圖蘭，巴克特里亞－馬爾吉阿納
• 斯基泰人，與哈薩克遺傳史
• 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
• 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！
• 西班牙青銅時代，銀冠女王與她的男性戰士？
• 維京的高階戰士不可能是女生？DNA分析能推翻十九世紀以來的偏見嗎？
• 人口有限的古代社會，依然盡量避免近親配對？

參考資料

1. Lee, J., Miller, B. K., Bayarsaikhan, J., Johannesson, E., Ventresca Miller, A., Warinner, C., & Jeong, C. (2023). Genetic population structure of the Xiongnu Empire at imperial and local scales. Science Advances, 9(15)
2. Ancient DNA reveals the multiethnic structure of Mongolia’s first nomadic empire
3. Politically savvy princesses wove together a vast ancient empire
4. Jeong, C., Wang, K., Wilkin, S., Taylor, W. T. T., Miller, B. K., Bemmann, J. H., … & Warinner, C. (2020). A dynamic 6,000-year genetic history of Eurasia’s Eastern Steppe. Cell, 183(4), 890-904.

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。

公元 2023 年 4 月 28 日 Science 期刊發表專題「Zoonomia 計畫」，包含多篇定序、分析大量哺乳類的論文。其中一篇論文的分析尺度最小，研究對象的知名度卻最高，那就是一百年前名犬「巴圖（Balto）」的古代基因組。

先來緬懷巴圖的事蹟：他在 1925 年 2 月 1 日頂著低於零下 30 度的氣溫，駕駛雪橇 7.5 個小時，穿越 85 公里，與同儕成功將白喉血清送到目的地，拯救許多人命。

白雪季節，白喉來襲

巴圖的飼主 Leonhard Seppala 於挪威成長，後來搬到阿拉斯加，是駕駛雪橇以及培育雪橇犬的專家。巴圖 1919 年在阿拉斯加出生，從小與眾多同儕一起訓練，成為優秀的雪橇犬。

阿拉斯加西部的小鎮諾姆（Nome）在 1924 年底約三千居民，只有一位醫師 Curtis Welch 和四位護士。1925 年一月中，醫師確認恐懼的事正在發生，白喉已經入侵，人類開始死亡。

幾年前 H1N1 大流感（西班牙流感）襲擊諾姆，在醫療資源有限的當地造成重傷害。如果不及時阻止，白喉恐怕也將導致大災難。那時已經有白喉抗毒素（antitoxin）可以對付白喉桿菌，醫師緊急請求支援，也得到回應。

然而，地點、時節都很尷尬。諾姆離海港較近，可是時值嚴冬，被凍結的港口無法水運。那個年代已經有飛機，評估空運的成功機率卻不高。陸路是有鐵路，但是距離也相當遙遠。

陸海空方案中，陸路機會最高。最終人們下了艱難的決策：交給傳統技藝「雪橇宅急便」。當局緊急招募多位老經驗的雪橇駕駛人，與精銳雪橇犬組隊，一隊接力一隊，將白喉抗毒素血清送往諾姆。

一千公里的雪橇宅急便

任務極為困難，路途遙遠、氣候惡劣以外，血清預計只能維持 6 天。那時兩地郵件寄送預計為一個月，意思是要把本來普通天候下的一個月，縮短為酷寒下的 6 天時程。

最後擬定的計畫相當精密，貨物先由鐵路送到最近的尼納納（Nenana）。接著雪橇隊將從兩端同時出發，一邊從尼納納向前狂奔，送到努拉托（Nulato）；另一邊從諾姆出發，各隊依序就位，到努拉托收件，接著往回狂奔。

用台灣類比，像是把東西從台北送往高雄，一邊從台北經由桃園、新竹、苗栗、向台中前進，另一邊從高雄先向台中，沿路在台南、嘉義、彰化就位，再往回走。

從台北到高雄，國道一號的路程約為 350 公里，尼納納到諾姆則超過 1000 公里。大部分隊伍頂著零下 30 到 50 度的氣溫，前進 40 到 80 公里的距離。最後在 20 位雪橇駕駛員及 150 位雪橇犬日夜不停接力下，只花 5 天半就將血清送到諾姆。

開路先鋒 Bill Shannon 的 84 公里過程最凶險，他與 9 狗在零下 40 到 52 度的風雪中趕路，半路 3 狗不敵酷寒，不幸犧牲（三狗名為 Cub、Jack、Jet），人臉也嚴重凍傷，所幸隊伍依然完成任務。

貢獻最大的人是倒數第三棒，也就是巴圖的飼主 Leonhard Seppala。他帶領 20 狗，讓最信任的「圖哥（Togo）」與 Fritz 領隊，先從諾姆向東前進 270 公里就位，收件後又狂飆 146 公里，成為里程最長的隊伍。

圖哥也成為這趟任務中，貢獻最大的狗狗。他生於 1913 年，雪橇宅急便時 12 歲，後來活到 1929 年，16 歲去世。

英雄旅程，以及英雄的餘生

巴圖的飼主不特別看重他，所以沒有帶他同行，而是交給同樣來自挪威，在阿拉斯加工作的 Gunnar Kaasen。巴圖和同儕 Fox 是最後一棒共 13 狗的領隊，他們原本預計是倒數第二棒，負責從 Bluff 到 Safety 的 40 公里。

不過凌晨 2 點多抵達交棒地點時，預計接手的 Ed Rohn 判斷暴風雪會延誤行程，正在睡覺。Gunnar Kaasen 決定自己繼續趕路，最後累積 85 公里，在 2 月 1 日 5 點 30 分抵達諾姆。

及時獲得支援的 Curtis Welch 醫師，與手下成功控制白喉疫情，將傷害減到最輕。Alaskan Lives Matter！

當時雪橇宅急便是全美國關注的新聞，廣大民眾都很緊張是否能成。雪橇犬、駕駛人都被視為英雄，成為焦點話題。巴圖的貢獻應該算第二名，不過最後是他將血清送到目的地，這位 6 歲的狗狗也獲得最大的名聲。

熱潮過去後，巴圖被賣到洛杉磯，成為展示動物。1927 年，拳擊手轉職商人的 George Kimble 在洛杉磯見到巴圖，覺得這位英雄的待遇有夠爛，便運作讓巴圖與 6 位同儕搬到他的家鄉克利夫蘭。

巴圖抵達克利夫蘭時，受到遊行熱烈歡迎。他在動物園度過餘生，1933 年 3 月 14 日去世，享年 13 歲。接著化身為標本，成為克利夫蘭博物館的一員陪伴大家，直到 90 年後的現在。

遺傳一極棒，卻已經消逝的狗群

2023 年發表的論文由巴圖的皮膚取得 DNA，平均覆蓋率 40，品質相當好。歷史記載看他是西伯利亞哈士奇（Siberian husky），但是要等到他出生後 11 年， 1930 年這個品系才被美國犬業俱樂部（American Kennel Club）認證。

和現代品系相比，巴圖合計有 68% 血緣與多款北極狗一致。西伯利亞哈士奇只有 39%，格陵蘭雪橇犬 18%。有趣的是還配備 24% 的亞洲狗狗血緣，而且毫無任何狼的成分。

巴圖所屬的狗群，依照歷史記載源自西伯利亞，由於體型小、速度快、適合雪橇，所以被帶到阿拉斯加培育。和如今所有的品系狗比較，他配備的潛在有害變異較少，DNA 多樣性較高，遺傳上更加健康。

和一百年前的巴圖相比，如今的北極狗近親繁殖更嚴重，有害變異更多。巴圖 6 個月大便已絕育，沒有後代。他所屬遺傳更多元的族群，也已經消逝了。

根據 DNA 變異能預測古狗的形貌，只是以前都不知道準不準。巴圖有照片也有標本，可以精確比較。預測他有雙層狗毛、大部分黑毛加上少量白毛、肩高 55 公分，都符合實況。現今西伯利亞哈士奇的肩高介於 53 到 60 公分，巴圖算是範圍內略矮的。

另外有意思的是澱粉。遺傳上，狼、北極狗消化澱粉的能力最差，其餘狗從好一點到好很多。巴圖看來比其餘北極狗好一點，但是離多數狗差一截，符合他大量北極、少量亞洲血緣的遺傳背景。

他們都是英雄

巴圖的飼主 Leonhard Seppala 沒有將其選進自己的小隊，加上臨時更動計畫，反倒使得巴圖成名。其實知道多一點歷史就會覺得，歷史上最不意外的，就是發生意外。

Leonhard Seppala 事後曾經抱怨，他的難波萬愛犬圖哥應該享有的鋒芒，被巴圖獲得。歷來也不缺少貶抑巴圖的好事之徒，指控他不是隊長等等（巴圖也許不是唯一的隊長，但是反駁他擔任隊長的證據都弱弱的）。

可是稍微想想就知道，比圖哥年輕 6 歲的巴圖，當然不是弱雞。運送血清的漫長過程，只要一次失誤便前功盡棄，能參與的肯定都是精英。而巴圖也不辱使命，證實飼主調教有方。

重要的是，1925 年的雪橇宅急便及白喉保衛戰中，不論每一位有什麼貢獻，所有的狗與人都冒著巨大的風險工作，拯救許多人。他們都是英雄，我們懷念他們。

延伸閱讀

• 美洲原本的狗自成一格，後來幾乎死光光
• 天殺的月月！你的狼性呢？從 DNA 追尋狗勾起源！ 
• 品種狗狗的行為，有關遺傳，非關品種
• 十萬年灰狼DNA，替狗的起源帶來什麼啟示？
• 狗與狼的遺傳調色盤——怎麼調配黃狗、棕狗，還是黑狗？
• 哈士奇的藍眼睛，基因
• 影響胰島素，讓小狗變成大狗的基因變異
• 短篇 狗消化澱粉的能力，在何時開始加強？

參考資料

1. Moon, K. L., Huson, H. J., Morrill, K., Wang, M. S., Li, X., Srikanth, K., … & Shapiro, B. (2023). ​ Comparative genomics of Balto, a famous historic dog, captures lost diversity of 1920s sled dogs. Science, 380(6643), eabn5887.
2. Genome of famed sled dog Balto reveals genetic adaptations of working dogs
3. Hidden details of world’s most famous sled dog revealed in massive genomics project

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。