家牛

家牛（学名：Bos taurus）：是偶蹄目、牛科、牛属中很多已经驯化的动物。这种群居动物的祖先为原牛，大约8千年前被人类驯化成家养的牲畜。大型的成年公牛的体重大约为800-900千克，母牛则为600-700千克左右。中小型品种公牛体重也可达600千克，母牛400千克。家牛体质强壮；有适合长跑的腿；脚上有4趾，但侧趾比鹿类更加退化，适于奔跑；门牙和犬齿都已经退化，但还保留着下门牙，而且下犬齿也门齿化了，三对门齿向前倾斜呈铲子状，由于以比较坚硬的植物为食，前臼齿和臼齿为高冠，珐琅质有褶皱，齿冠磨蚀后表面形成复杂的齿纹，适于吃草；为了贮存草料、躲避敌害，它们的胃在进化中形成了4个室：即瘤胃、蜂巢胃、瓣胃和腺胃，还具有“反刍”的习性，使食物能够得到更好地消化和吸收。

家养牛被人类广泛用于各种场合。奶牛主要用于乳制品（牛奶，奶酪等）和肉类。它们还用于制作药品、胶水、肥皂和皮革等物品。雄性因其较大的体型和强度而用于拉大负载或耕作土壤。粪便是肥料和燃料的良好来源。母牛在文化上和作为一种货币交易也常常很重要。

动物学史

牛自从在新石器时代被驯养以来，就属于人类的文化遗产。重建它们的历史是一个活跃的研究领域，有助于人们了解人类历史。考古学的数据已经被现代和古代的牛样本分析所补充，这些样本有母系、父系或常染色体遗传的DNA标记。最新的基因数据表明，欧洲牛的母系起源于亚洲西部的肥沃新月地带，可能与南欧野生牛种群有关，而瘤牛起源于印度河流域。随后，原牛伴随着人类的迁徙，导致了欧洲牛、瘤牛或混合来源的家养牛在亚洲、非洲、欧洲和新大陆的传播。它们适应了不同的环境，在外观和性能上有很大的差异。近代，合理的繁殖管理导致了母系的国际流动，这再次改变了全球遗传多样性的模式。

大多数家牛的祖先是原牛。原牛曾广泛分布于欧亚大陆，但后来它们的数量渐渐减小，1627年世界上最后一头原牛在波兰被捕杀。关于家牛的驯化和发源地有单一中心说与多中心说两种观点。 单一中心说认为现代欧洲牛类来源于公元前6千年的新月沃地带。而多中心说则认为除了新月沃地带外，非洲北部的埃及地区可能也在公元前7千年左右独立地驯化出了牛类。随着原牛向东部的亚洲迁移，它可能在3-5千年前于亚洲地区的巴基斯坦一带被独立地驯化出来。不过，亚洲的家牛经历了和瘤牛的杂交之后与当今的欧洲家牛有较大不同。随着生物学技术的发展，21世纪初对现代牛类所做的线粒体DNA与Y染色体测试更多得倾向于支持多中心假说。

这一类测试表明，非洲北部的牛类品种与欧洲中部的并非一个世系，和新月沃地的同类也有差异。西班牙和意大利倒是混入了一些非洲家牛，推测可能是非洲牛透过地中海影响了西南欧地区。非洲牛被驯化出来后也可能向北进入了新月沃地。而新月沃地的家养牛在向欧洲的传播过程中不时和当地原牛杂交，使其变得更加强壮。只不过这一过程大多发生在欧洲东南部，到达阿尔卑斯山北部之后，新月沃地家牛中的一支取得了优势地位，迅速扩散开来，如今德国、法国和低地国家的家牛大多为这一支的后代。传播到欧洲北部的家牛停止了和当地野牛的杂交，如今的英国现代牛身上几乎找不到英国本地原牛的影响。时至今日，人们依然时常用瘤牛等其他品种的牛类同家牛交配以提升其品质，因此家牛品种实际上是许多家养的与野生的牛类在历史上的不同时期多次混合后的复杂族群。

考古学上的证据表明，大约在公元前5至6千年，近东和欧洲南部地区就已经开始有规模的饮用牛奶了。而欧洲北部的英国等地饮用牛奶的最早考古学证据则大约出现于公元前4千年。

虽然美洲大陆也有野牛，然而这些牛类至今也非常难以驯养，美洲的家牛都是从欧洲传播过去的。在哥伦布第二次前往美洲的航行中，西班牙的家牛就被带到了美洲，哥伦布随后的几次航行又携带了更多的家牛用以负重和耕地。随后不久这些牛只就在西印度群岛的各个岛屿上繁衍开来，后来的西班牙移民又将牛带到了墨西哥等地，还通过巴拿马地峡将它们传播至南美洲西部。16世纪，法国、荷兰等地的殖民者在前往新大陆的过程中也没忘记将自己国度内的家牛带至北美洲。而南美洲的家牛则主要是从西班牙和葡萄牙这两个国家运过去的，据推测现代南美家牛之所以含有较多北非家牛的世系，正是因为西班牙、葡萄牙两国的家牛血统受到了北非品种的影响。1788年第一批来到澳大利亚的移民就将牛带到了这片新大陆，然而他们所携带的是来自印度的瘤牛，这个品种比家牛更耐热。家牛在晚些时候才进入澳洲。

为了更好的利用家牛，人类在对其饲养的过程中进行了长期的人工选择和分类培养。18世纪人类见证了第一个品种的诞生。系统的，选择性的育种和遗传隔离最终导致了数百种不同品种的发展，随着时间的流逝，它们也成为了当地传统的组成部分。 

18世纪中，以英国为首的欧洲国家率先开始了对家牛的大规模育种行为。如今用于改良家牛品种的方式包括杂交、人工受精等。除了不同品种的家牛相互之间杂交外，家牛还可与同属牛族的其他物种杂交，不过所生育的后代大多同骡和狮虎兽一样不具备生殖能力。例如，家牛同牦牛杂交所产下的品种被称为犏牛。犏牛拥有比牦牛更好的产奶及产肉性能，其乳液中脂肪含量也更高，同时相较于普通家牛犏牛更适应高原气候。在养殖业的努力之下也培育出了一些具备生殖能力的杂交牛品种，如美国在20世纪60年代中利用美洲野牛同夏洛莱及海福特牛进行种间杂交培育出了皮弗洛肉牛，这一品种对饲料要求低，降低了养殖成本。家牛同瘤牛的杂交就更为常见了，在数千年前的家牛驯化早期阶段瘤牛就常同家牛杂交，比如中国南方的黄牛就普遍具有瘤牛血统，意大利的古老家牛品种契安尼娜牛同样也含有瘤牛血统。由于瘤牛的抗热性能更好，非洲、澳大利亚及南美常用其改善当地家牛的品质。而牛的胚胎移植技术则类似人类生育试管婴儿，它是将优秀牛品种的受精卵移植到普通牛体内怀孕生育的技术，这种技术可以突破家牛每年一般只产一胎的限制。20世纪80年代后，转基因牛也已经被开发出来，不过尚未像转基因农作物那样进入大规模应用。 

形态特征

家养的牛是大型而坚固的动物。体重从147-1363千克不等，高度从1.2-1.3米不等。身体覆盖着短毛发，其颜色从黑色到白色，红棕色和棕色不等。家养的母牛脖子短而下巴下垂。它们有两个空心角和一个长簇状的尾巴。牛可用作耕作和搬运重物的工作动物。家养的母牛没有上门牙，而是有一层厚的牙垫。钳口设计成用于打磨粗糙植物的圆形磨削运动。

体形

根据品种的不同，奶牛体重从200-600千克不等（最大超过1000千克）；公牛体重从300-900千克（最大的1,600千克）。犊牛出生时的体重18-45千克（有时不超过60千克）不等；公牛犊的重量比雌牛重1-3千克。刚出生的牛犊体重大约在20-40千克之间，小牛犊出生后不久就可以自行站立，大约2至3个月就可以断奶。

牛只有一个乳房，正常情况下有4个乳头，在某些变异的母牛身上则会有多余的附头。奶牛的乳房要比普通的家牛更大。作为偶蹄目动物，牛蹄有四个趾，其中第三和第四趾最为发达，牛的奔跑速度可达每小时45公里。

牛有30对染色体，其中29对是常染色体，另一对为性染色体。同人类一样，母牛的基因型为XX，公牛为XY，Y染色体比X染色体短的多。正常状况下牛的体温同人差不多，为38至39摄氏度，脉搏则为每分钟60至80次 

牙齿

刚出生的牛犊没有牙齿，半岁左右牙齿长齐，2岁时开始换牙，4、5岁时乳齿脱落完毕，恒齿长齐。随着年龄的增长牙齿会逐渐磨损，因而判断牛的年龄时常常观察牙齿的使用情况。家牛一共有32颗牙齿，上颚没有门齿及犬齿，只有12颗臼齿。下颚有6颗铲状的门齿，两颗基本已经退化的犬齿与12颗臼齿。上颚原为门齿的地方实际上是被称为齿垫（板）的坚固结构。家牛进食草本植物时，先用粗壮有力的舌头将草卷入口内，经下门齿切断后稍加咀嚼就咽下。这是因为牛为反刍动物，吞咽下去的食物要经过多次反刍后才会最终被消化。由于没有上门齿，牛只能吃掉植物高出地面几厘米以上的部分。

牛胃

牛有四个胃，依次是瘤胃、网胃、重瓣胃（俗称牛百叶）和皱胃，这四个胃实际是重叠在一起而非前后依次相接。只有最后一个皱胃才会分泌胃酸消化食物，前三个胃则富含细菌与原生动物。瘤胃中生活着大量的微生物，食物被吞咽后会在此经历发酵过程，纤维素等难以消化的有机物因此得以分解，从而被瘤胃吸收。发酵产生的气体则通过打嗝的方式排放出来。瘤胃内的一部分食物经由瘤胃的收缩会重新进入口腔，经由进一步咀嚼后再重新吞下。之后食物会在网胃和瘤胃间蠕动，从而进行混合及研磨，少部分食物经过这一过程会再度回到口腔。重瓣胃则会吸收食浆中的水分，以免稀释胃酸。最终，食物中的蛋白质和脂肪会在皱胃内经由酶的作用被消化。成年牛的瘤胃占据了整个胃部体积的八成，但刚出生的牛犊却是皱胃最大，消化青草等纤维饲料的能力弱，消化过程和只有一个胃的动物类似，随着年龄增长瘤胃的体积也会越来越大。牛的小肠长度约为40米，大肠10米以上，食物从消化到排泄需要经历7、8天左右的时间。

感官

由于眼睛长在头的两侧，因此家牛有高达320度的视场。另一方面，由于两只眼睛的视场只有很小的重叠，因此牛观察侧面的景观时缺乏立体感，难以判断物体的大小，常常需要停止运动才能进行对焦。同大众所认为的“牛对红色敏感”不同，牛眼内只有两种视锥细胞，分别对455纳米和554纳米波长的光敏感，因此其眼中的世界更接近于蓝色和紫色同时，牛对光线的变化很敏感，地面上影子的晃动都可能会使它们躁动不安。家牛所能听到的频率范围为23至37000赫兹，最敏感的频率则为8000赫兹。虽然在低频和高频内都比人类要敏感，但是它们定位声音来源的能力却不强。牛的嗅觉也颇为发达，主要用来收集来自同伴的信息。包括辨别不同的个体，分辨肛门腺、生殖腺和皮肤上分泌的信息素。家牛触觉最敏感的部位是那些皮肤较薄的地方，诸如面部、脖颈、大腿内侧、外生殖器和乳房。它们也能辨别温度和湿度的高低。母牛通过化学信号、触觉、视觉提示和声音进行交流。它们主要使用相同的感觉来感知环境。

犄角

家牛品种无角或牛角短小，总体上讲家牛的角要比水牛和野牛短小。牛角大约在1岁之后长出，其内部为空心的骨质角心，外面包裹着角套。不同于鹿类，家牛角中并没有血管与神经，牛角生长到一定程度便停止。牛角不会脱落与更换，将其切掉后也不会重新生长。

栖息环境

家养牛很常见，在世界各地都可以找到。家牛在牧场上出生并长大。牧场是由大面积天然草本植物或灌木植被覆盖，而又可供畜养或野生的草食性动物取食的地区。牧场是家畜或野生动物放牧的草原、灌木地、林地、湿地和沙漠。牧场的类型包括高草和矮草草原、沙漠草原和灌木地、林地、稀树草原、灌木丛、草原和苔原。牧场不包括缺乏可放牧的林下植被的森林、贫瘠的沙漠、农田或被坚硬的岩石、混凝土和/或冰川覆盖的土地。

生活习性

等级

家牛是一种具有一定社会性的群居动物，生活在称为牧群的群体中。每个牧群都由一个占优势的雄性来领导，而此雄性是唯一与其他雌性交配的雄性。它们通常喜欢以集体形式进行进食、休息等活动，个体之间也会通过动作行为和声音来进行交流。例如用头部相互顶撞是一种侵犯性的敌对行为，而舔舐对方的身体则是一种友善行为。犊牛出生后数月就开始学习这种交流过程，当牛群密度过大和过疏时都会引起异常行为的增加。

家牛有不太严谨的群体等级观念，实际上这一体系直到20世纪中叶才被学者提出。大致说来，体型较大且年长的母牛拥有较高的地位，母牛群是根据优势等级来组织的。每个个体都必须服从于层次结构中位于其上方的那些牛。小牛在等级制度中采用母亲的身份。雌性通常会保护自己的幼仔，并追逐威胁到它们的一切。雌性也在小组中分享父母的照料。不同于灵长目动物，家牛的等级似乎并非通过打斗来决定。而且等级体系一般较为稳定，一般只随着成员组成的变化而变化，其等级制定的机制仍然有待研究。地位较高的个体，其后代如果能和母亲保持较近的关系，似乎也会获得较高的地位，据推测这可能是因为后代从母亲那里学会了领导行为。头牛的行为会被群体中的其他牛类所模仿，同时在采食、休息等方面拥有优先权。不仅是同一牛群的个体之间，不同的牛群之间也有相应的等级体制。如果散养的牛群拥有的资源偏少，则它们相互之间为了抢夺资源而争斗的行为会明显增多。

行为

家牛的行为可分为个体行为与社会性行为，前者家牛自身为满足生理、心理需要而完成的行为，后者则是不同个体之间相互的交流行为。

进食对于大多数动物来说都是一种非常重要的行为。在野外草地进食时，牛通过停止前进，转动头部的方式快速吞下食物，进食的同时进行排便与排尿活动。牛每天要花5-9小时在草场上采食，进食分4-5次进行，其中日出和日落时分是进食的高峰期。牛在不同的进食阶段之间会进行反刍活动，一般是在进食后30分钟至1小时内，反刍时牛一般采用躺卧的休息姿势。每天牛用于反刍的时间大约为6到10小时，晚间是其反刍高峰期。在牛舍内养殖时，进食时间减少但次数增多，主要采食行为仍然发生在凌晨和傍晚时分。采水行为一般发生在进食之后，每天饮水5、6次，若条件不允许家牛也可以一天只进行一到两次饮水。

当牛在休息中反刍时，会将四肢收起肚皮着地平卧或侧卧，头部则保持直立，这也是牛最常用的休息姿势。其他时候则会将头枕在身体上或将四肢展开。深度睡眠时则会连同头部整个侧卧在地上。同大多数食草动物一样，为了保持警惕家牛用于睡眠的时间很少，即使被人类驯化了数千年之久这一特性仍然未改变。一天之中家牛真正用于深度睡眠的时间只有不到一小时，不过家牛在反刍与休息时实际处于一种意识模糊的半睡眠状态。

刚出生的犊牛喜欢同其他犊牛一同嬉戏，即便是成年家牛也需要保持一定的活动量。为了清洁自身，家牛会进行舔毛行为，有些舌头无法触及的地方则通过用蹄子、其他物体刮蹭或同其他个体相互舔舐的方法解决。为了驱赶蚊虫，牛时常会摇摆尾巴及轻微摇晃身体。家牛属于温顺的动物，经过人类长期驯化后同人类关系密切。正常情况下饲养的牛对人类鲜有攻击性行为，遇到陌生人时家牛一般还会表现出好奇的行为。

食物

家养牛以草，茎和其他草本植物材料为食。一个普通的母牛一天8小时可以消耗约70千克草。牛在舌头上缠绕草，并用较低的牙齿剪草。家养牛是反刍动物。反刍动物具有特殊的消化系统，可以分解消耗的相对难消化的植物材料。母牛有四个腔室的胃，其中包括瘤胃、网胃、重瓣胃（俗称牛百叶）和皱胃。草通过瘤胃，在其中与特殊细菌混合。它从瘤胃移动到网状细胞，在那里进一步分解。重新消化并咀嚼部分消化的食物，称为嚼团。然后被吞下，进入到重瓣胃和皱胃中，在那里消化酶将其进一步分解，吸收养分。消化过程需要70-100个小时，这是所有动物中最慢的通过速度之一。这种消化方法可使反刍动物从这些植物材料中获取尽可能多的营养。

分布范围

像大多数家养动物一样，在世界许多地方都可以找到家牛(Bos taurus)。家牛的野生祖先原产于北非，欧洲和南亚。

繁殖方式

家牛的成员在大约13个月大时性成熟，通常在13-26个月时繁殖。在自然环境中观察到一雄多雌制，占主导地位的雄性争夺与雌性繁殖的机会。受精后，妊娠期约为9个月，健康的小牛出生时体重约为40千克。

主要价值

食品

牛主要是提供牛肉、牛奶及其制成品。从牛躯干、四肢上获得的大块肌肉以及可以食用的带骨牛肉、牛蹄、牛头等大多是作为即时屠宰的鲜肉在当地的农贸市场、超级市场、肉食品专卖店销售给了家庭、饭店、食堂。牛肉的烹饪方法很多，煎、炸、烤、炒、炖、煮均可，各种菜系中基本都有和牛肉相关的菜肴，亦有生吃牛肉的鞑靼式牛排。由于牛肉相较猪肉、鸡肉韧性更强，为了改善口感煎、烤时常处理成半生不熟，而炖煮时通常要花上更多的时间。销售至更远的地方时，常将牛肉做冷藏、冷冻处理以保证新鲜。鲜肉往往都是根据其种类进行分类销售，位置较好的肉块可以达到更高的销售价格。美国、日本、欧盟等还针对牛肉的品质建立了相应的等级标准，在不同的国家和地区对牛肉种类有不同的划分标准，如沙朗牛排、菲力牛排、T骨等。另一些在屠宰过程中切割下的细小碎肉则会在简单加工后作为绞肉销售，其他牛肉则会出售给食品加工厂，制成香肠、火腿、牛肉罐头、牛肉干之类可以直接食用的牛肉制品。除供人类食用外，牛肉也常被做成宠物粮食或是饲养动物园中的食肉动物。牛的各种内脏也可食用，但不同地域的人对其喜好程度不同。某些地区将牛的内脏、骨头加工处理后重新用作宠物粮食或动物饲料，但由于此举容易促进疯牛病等传染性疾病的传播，这种做法已经逐渐被禁止，取而代之的是将牛内脏熬制成工业用油脂或直接销毁。在医学上，可以从牛的胰脏中提取出胰岛素、牛肝提取物则有减弱肝脏细胞损伤的能力、脾脏提取物也具有治疗再生障碍性贫血、肿瘤等病症的功效，，牛脑垂体则可提取出生长素、抑制素、催乳素等激素。在中医中，牛胆、牛蹄、牛肾、牛黄、牛鞭、牛血等均可入药。牛骨可熬制汤剂，磨成骨粉后可作为钙添加剂加入饲料中。

燃料

牛粪中仍然含有许多未经吸收的能量，在过去，牛及其他牲畜的粪便是直接施入田地的重要肥料，晒干的牛粪可以当做燃料甚至建造简陋的房屋。化学肥料的推广和人们卫生意识的提高使牛粪作为肥料的意义有所降低，逐渐用发酵处理后的动物粪便取代，发酵过程中还可产生用于燃烧的沼气。处理后的牛粪还可再次作为动物饲料。

耕地

牛是有储备的资源，在地球上许多地方家牛还被用来拉车或耕地。至今，在东亚和东南亚的许多地方，仍然利用牛的牵引力耕作。在某些地区，为了较少对化石燃料的需求，对耕作牛的需求反而有所增长。

斗牛

由于家牛体格强壮，在体育方面也可有许多用处。斗牛运动在伊比利斯半岛和拉丁美洲都非常流行，起源于美国的职业骑牛大赛如今已经扩散到巴西、墨西哥、澳大利亚等地。印度尼西亚的马都拉岛盛行赛牛，虽然此项运动在其他地区远不及赛马及赛犬知名，但是在当地人的文化中却意义匪浅，瑞士还有牛和牛对战的传统比赛。斗牛是西班牙的国粹。西班牙大小城市都有斗牛场，共有400多座。始建于1779年的龙达市斗牛场，是西班牙重要和最早的斗牛场之一。1934年建成的马德里维塔斯斗牛场大约有3万个座位，是西班牙最大的斗牛场。

其他

家牛还有许多用处，从文化上讲，可以提供新婚和交易以及诸如盛宴和祭祀之类的仪式。古代中国的卜者用火灼烧龟甲、牛肩胛骨并观察裂纹来进行占卜，刻在上面的卜辞则被称为甲骨文。冷兵器时代的将领会用火牛阵冲杀敌军，著名的例子如汉尼拔和田单。牛骨也是原始人手中一种坚硬的工具和武器，由于质地坚硬、表面光滑，牛骨、牛角也可作为雕刻用的材料。牛骨熬制提取出的胶原蛋白有良好的生物相容性，在医学上可作为止血剂、药物载体、细胞培养培养基、美容整形等。