家牛

家牛（學名：Bos taurus）：是偶蹄目、牛科、牛屬中很多已經馴化的動物。這種群居動物的祖先為原牛，大約8千年前被人類馴化成家養的牲畜。大型的成年公牛的體重大約為800-900千克，母牛則為600-700千克左右。中小型品種公牛體重也可達600千克，母牛400千克。家牛體質強壯；有適合長跑的腿；腳上有4趾，但側趾比鹿類更加退化，適于奔跑；門牙和犬齒都已經退化，但還保留著下門牙，而且下犬齒也門齒化了，三對門齒向前傾斜呈鏟子狀，由于以比較堅硬的植物為食，前臼齒和臼齒為高冠，琺瑯質有褶皺，齒冠磨蝕后表面形成復雜的齒紋，適于吃草；為了貯存草料、躲避敵害，它們的胃在進化中形成了4個室：即瘤胃、蜂巢胃、瓣胃和腺胃，還具有“反芻”的習性，使食物能夠得到更好地消化和吸收。

家養牛被人類廣泛用于各種場合。奶牛主要用于乳制品（牛奶，奶酪等）和肉類。它們還用于制作藥品、膠水、肥皂和皮革等物品。雄性因其較大的體型和強度而用于拉大負載或耕作土壤。糞便是肥料和燃料的良好來源。母牛在文化上和作為一種貨幣交易也常常很重要。

動物學史

牛自從在新石器時代被馴養以來，就屬于人類的文化遺產。重建它們的歷史是一個活躍的研究領域，有助于人們了解人類歷史。考古學的數據已經被現代和古代的牛樣本分析所補充，這些樣本有母系、父系或常染色體遺傳的DNA標記。最新的基因數據表明，歐洲牛的母系起源于亞洲西部的肥沃新月地帶，可能與南歐野生牛種群有關，而瘤牛起源于印度河流域。隨后，原牛伴隨著人類的遷徙，導致了歐洲牛、瘤牛或混合來源的家養牛在亞洲、非洲、歐洲和新大陸的傳播。它們適應了不同的環境，在外觀和性能上有很大的差異。近代，合理的繁殖管理導致了母系的國際流動，這再次改變了全球遺傳多樣性的模式。

大多數家牛的祖先是原牛。原牛曾廣泛分布于歐亞大陸，但后來它們的數量漸漸減小，1627年世界上最后一頭原牛在波蘭被捕殺。關于家牛的馴化和發源地有單一中心說與多中心說兩種觀點。?單一中心說認為現代歐洲牛類來源于公元前6千年的新月沃地帶。而多中心說則認為除了新月沃地帶外，非洲北部的埃及地區可能也在公元前7千年左右獨立地馴化出了牛類。隨著原牛向東部的亞洲遷移，它可能在3-5千年前于亞洲地區的巴基斯坦一帶被獨立地馴化出來。不過，亞洲的家牛經歷了和瘤牛的雜交之后與當今的歐洲家牛有較大不同。隨著生物學技術的發展，21世紀初對現代牛類所做的線粒體DNA與Y染色體測試更多得傾向于支持多中心假說。

這一類測試表明，非洲北部的牛類品種與歐洲中部的并非一個世系，和新月沃地的同類也有差異。西班牙和意大利倒是混入了一些非洲家牛，推測可能是非洲牛透過地中海影響了西南歐地區。非洲牛被馴化出來后也可能向北進入了新月沃地。而新月沃地的家養牛在向歐洲的傳播過程中不時和當地原牛雜交，使其變得更加強壯。只不過這一過程大多發生在歐洲東南部，到達阿爾卑斯山北部之后，新月沃地家牛中的一支取得了優勢地位，迅速擴散開來，如今德國、法國和低地國家的家牛大多為這一支的后代。傳播到歐洲北部的家牛停止了和當地野牛的雜交，如今的英國現代牛身上幾乎找不到英國本地原牛的影響。時至今日，人們依然時常用瘤牛等其他品種的牛類同家牛交配以提升其品質，因此家牛品種實際上是許多家養的與野生的牛類在歷史上的不同時期多次混合后的復雜族群。

考古學上的證據表明，大約在公元前5至6千年，近東和歐洲南部地區就已經開始有規模的飲用牛奶了。而歐洲北部的英國等地飲用牛奶的最早考古學證據則大約出現于公元前4千年。

雖然美洲大陸也有野牛，然而這些牛類至今也非常難以馴養，美洲的家牛都是從歐洲傳播過去的。在哥倫布第二次前往美洲的航行中，西班牙的家牛就被帶到了美洲，哥倫布隨后的幾次航行又攜帶了更多的家牛用以負重和耕地。隨后不久這些牛只就在西印度群島的各個島嶼上繁衍開來，后來的西班牙移民又將牛帶到了墨西哥等地，還通過巴拿馬地峽將它們傳播至南美洲西部。16世紀，法國、荷蘭等地的殖民者在前往新大陸的過程中也沒忘記將自己國度內的家牛帶至北美洲。而南美洲的家牛則主要是從西班牙和葡萄牙這兩個國家運過去的，據推測現代南美家牛之所以含有較多北非家牛的世系，正是因為西班牙、葡萄牙兩國的家牛血統受到了北非品種的影響。1788年第一批來到澳大利亞的移民就將牛帶到了這片新大陸，然而他們所攜帶的是來自印度的瘤牛，這個品種比家牛更耐熱。家牛在晚些時候才進入澳洲。

為了更好的利用家牛，人類在對其飼養的過程中進行了長期的人工選擇和分類培養。18世紀人類見證了第一個品種的誕生。系統的，選擇性的育種和遺傳隔離最終導致了數百種不同品種的發展，隨著時間的流逝，它們也成為了當地傳統的組成部分。?

18世紀中，以英國為首的歐洲國家率先開始了對家牛的大規模育種行為。如今用于改良家牛品種的方式包括雜交、人工受精等。除了不同品種的家牛相互之間雜交外，家牛還可與同屬牛族的其他物種雜交，不過所生育的后代大多同騾和獅虎獸一樣不具備生殖能力。例如，家牛同牦牛雜交所產下的品種被稱為犏牛。犏牛擁有比牦牛更好的產奶及產肉性能，其乳液中脂肪含量也更高，同時相較于普通家牛犏牛更適應高原氣候。在養殖業的努力之下也培育出了一些具備生殖能力的雜交牛品種，如美國在20世紀60年代中利用美洲野牛同夏洛萊及海福特牛進行種間雜交培育出了皮弗洛肉牛，這一品種對飼料要求低，降低了養殖成本。家牛同瘤牛的雜交就更為常見了，在數千年前的家牛馴化早期階段瘤牛就常同家牛雜交，比如中國南方的黃牛就普遍具有瘤牛血統，意大利的古老家牛品種契安尼娜牛同樣也含有瘤牛血統。由于瘤牛的抗熱性能更好，非洲、澳大利亞及南美常用其改善當地家牛的品質。而牛的胚胎移植技術則類似人類生育試管嬰兒，它是將優秀牛品種的受精卵移植到普通牛體內懷孕生育的技術，這種技術可以突破家牛每年一般只產一胎的限制。20世紀80年代后，轉基因牛也已經被開發出來，不過尚未像轉基因農作物那樣進入大規模應用。?

形態特征

家養的牛是大型而堅固的動物。體重從147-1363千克不等，高度從1.2-1.3米不等。身體覆蓋著短毛發，其顏色從黑色到白色，紅棕色和棕色不等。家養的母牛脖子短而下巴下垂。它們有兩個空心角和一個長簇狀的尾巴。牛可用作耕作和搬運重物的工作動物。家養的母牛沒有上門牙，而是有一層厚的牙墊。鉗口設計成用于打磨粗糙植物的圓形磨削運動。

體形

根據品種的不同，奶牛體重從200-600千克不等（最大超過1000千克）；公牛體重從300-900千克（最大的1,600千克）。犢牛出生時的體重18-45千克（有時不超過60千克）不等；公牛犢的重量比雌牛重1-3千克。剛出生的牛犢體重大約在20-40千克之間，小牛犢出生后不久就可以自行站立，大約2至3個月就可以斷奶。

牛只有一個乳房，正常情況下有4個乳頭，在某些變異的母牛身上則會有多余的附頭。奶牛的乳房要比普通的家牛更大。作為偶蹄目動物，牛蹄有四個趾，其中第三和第四趾最為發達，牛的奔跑速度可達每小時45公里。

牛有30對染色體，其中29對是常染色體，另一對為性染色體。同人類一樣，母牛的基因型為XX，公牛為XY，Y染色體比X染色體短的多。正常狀況下牛的體溫同人差不多，為38至39攝氏度，脈搏則為每分鐘60至80次?

牙齒

剛出生的牛犢沒有牙齒，半歲左右牙齒長齊，2歲時開始換牙，4、5歲時乳齒脫落完畢，恒齒長齊。隨著年齡的增長牙齒會逐漸磨損，因而判斷牛的年齡時常常觀察牙齒的使用情況。家牛一共有32顆牙齒，上顎沒有門齒及犬齒，只有12顆臼齒。下顎有6顆鏟狀的門齒，兩顆基本已經退化的犬齒與12顆臼齒。上顎原為門齒的地方實際上是被稱為齒墊（板）的堅固結構。家牛進食草本植物時，先用粗壯有力的舌頭將草卷入口內，經下門齒切斷后稍加咀嚼就咽下。這是因為牛為反芻動物，吞咽下去的食物要經過多次反芻后才會最終被消化。由于沒有上門齒，牛只能吃掉植物高出地面幾厘米以上的部分。

牛胃

牛有四個胃，依次是瘤胃、網胃、重瓣胃（俗稱牛百葉）和皺胃，這四個胃實際是重疊在一起而非前后依次相接。只有最后一個皺胃才會分泌胃酸消化食物，前三個胃則富含細菌與原生動物。瘤胃中生活著大量的微生物，食物被吞咽后會在此經歷發酵過程，纖維素等難以消化的有機物因此得以分解，從而被瘤胃吸收。發酵產生的氣體則通過打嗝的方式排放出來。瘤胃內的一部分食物經由瘤胃的收縮會重新進入口腔，經由進一步咀嚼后再重新吞下。之后食物會在網胃和瘤胃間蠕動，從而進行混合及研磨，少部分食物經過這一過程會再度回到口腔。重瓣胃則會吸收食漿中的水分，以免稀釋胃酸。最終，食物中的蛋白質和脂肪會在皺胃內經由酶的作用被消化。成年牛的瘤胃占據了整個胃部體積的八成，但剛出生的牛犢卻是皺胃最大，消化青草等纖維飼料的能力弱，消化過程和只有一個胃的動物類似，隨著年齡增長瘤胃的體積也會越來越大。牛的小腸長度約為40米，大腸10米以上，食物從消化到排泄需要經歷7、8天左右的時間。

感官

由于眼睛長在頭的兩側，因此家牛有高達320度的視場。另一方面，由于兩只眼睛的視場只有很小的重疊，因此牛觀察側面的景觀時缺乏立體感，難以判斷物體的大小，常常需要停止運動才能進行對焦。同大眾所認為的“牛對紅色敏感”不同，牛眼內只有兩種視錐細胞，分別對455納米和554納米波長的光敏感，因此其眼中的世界更接近于藍色和紫色同時，牛對光線的變化很敏感，地面上影子的晃動都可能會使它們躁動不安。家牛所能聽到的頻率范圍為23至37000赫茲，最敏感的頻率則為8000赫茲。雖然在低頻和高頻內都比人類要敏感，但是它們定位聲音來源的能力卻不強。牛的嗅覺也頗為發達，主要用來收集來自同伴的信息。包括辨別不同的個體，分辨肛門腺、生殖腺和皮膚上分泌的信息素。家牛觸覺最敏感的部位是那些皮膚較薄的地方，諸如面部、脖頸、大腿內側、外生殖器和乳房。它們也能辨別溫度和濕度的高低。母牛通過化學信號、觸覺、視覺提示和聲音進行交流。它們主要使用相同的感覺來感知環境。

犄角

家牛品種無角或牛角短小，總體上講家牛的角要比水牛和野牛短小。牛角大約在1歲之后長出，其內部為空心的骨質角心，外面包裹著角套。不同于鹿類，家牛角中并沒有血管與神經，牛角生長到一定程度便停止。牛角不會脫落與更換，將其切掉后也不會重新生長。

棲息環境

家養牛很常見，在世界各地都可以找到。家牛在牧場上出生并長大。牧場是由大面積天然草本植物或灌木植被覆蓋，而又可供畜養或野生的草食性動物取食的地區。牧場是家畜或野生動物放牧的草原、灌木地、林地、濕地和沙漠。牧場的類型包括高草和矮草草原、沙漠草原和灌木地、林地、稀樹草原、灌木叢、草原和苔原。牧場不包括缺乏可放牧的林下植被的森林、貧瘠的沙漠、農田或被堅硬的巖石、混凝土和/或冰川覆蓋的土地。

生活習性

等級

家牛是一種具有一定社會性的群居動物，生活在稱為牧群的群體中。每個牧群都由一個占優勢的雄性來領導，而此雄性是唯一與其他雌性交配的雄性。它們通常喜歡以集體形式進行進食、休息等活動，個體之間也會通過動作行為和聲音來進行交流。例如用頭部相互頂撞是一種侵犯性的敵對行為，而舔舐對方的身體則是一種友善行為。犢牛出生后數月就開始學習這種交流過程，當牛群密度過大和過疏時都會引起異常行為的增加。

家牛有不太嚴謹的群體等級觀念，實際上這一體系直到20世紀中葉才被學者提出。大致說來，體型較大且年長的母牛擁有較高的地位，母牛群是根據優勢等級來組織的。每個個體都必須服從于層次結構中位于其上方的那些牛。小牛在等級制度中采用母親的身份。雌性通常會保護自己的幼仔，并追逐威脅到它們的一切。雌性也在小組中分享父母的照料。不同于靈長目動物，家牛的等級似乎并非通過打斗來決定。而且等級體系一般較為穩定，一般只隨著成員組成的變化而變化，其等級制定的機制仍然有待研究。地位較高的個體，其后代如果能和母親保持較近的關系，似乎也會獲得較高的地位，據推測這可能是因為后代從母親那里學會了領導行為。頭牛的行為會被群體中的其他牛類所模仿，同時在采食、休息等方面擁有優先權。不僅是同一牛群的個體之間，不同的牛群之間也有相應的等級體制。如果散養的牛群擁有的資源偏少，則它們相互之間為了搶奪資源而爭斗的行為會明顯增多。

行為

家牛的行為可分為個體行為與社會性行為，前者家牛自身為滿足生理、心理需要而完成的行為，后者則是不同個體之間相互的交流行為。

進食對于大多數動物來說都是一種非常重要的行為。在野外草地進食時，牛通過停止前進，轉動頭部的方式快速吞下食物，進食的同時進行排便與排尿活動。牛每天要花5-9小時在草場上采食，進食分4-5次進行，其中日出和日落時分是進食的高峰期。牛在不同的進食階段之間會進行反芻活動，一般是在進食后30分鐘至1小時內，反芻時牛一般采用躺臥的休息姿勢。每天牛用于反芻的時間大約為6到10小時，晚間是其反芻高峰期。在牛舍內養殖時，進食時間減少但次數增多，主要采食行為仍然發生在凌晨和傍晚時分。采水行為一般發生在進食之后，每天飲水5、6次，若條件不允許家牛也可以一天只進行一到兩次飲水。

當牛在休息中反芻時，會將四肢收起肚皮著地平臥或側臥，頭部則保持直立，這也是牛最常用的休息姿勢。其他時候則會將頭枕在身體上或將四肢展開。深度睡眠時則會連同頭部整個側臥在地上。同大多數食草動物一樣，為了保持警惕家牛用于睡眠的時間很少，即使被人類馴化了數千年之久這一特性仍然未改變。一天之中家牛真正用于深度睡眠的時間只有不到一小時，不過家牛在反芻與休息時實際處于一種意識模糊的半睡眠狀態。

剛出生的犢牛喜歡同其他犢牛一同嬉戲，即便是成年家牛也需要保持一定的活動量。為了清潔自身，家牛會進行舔毛行為，有些舌頭無法觸及的地方則通過用蹄子、其他物體刮蹭或同其他個體相互舔舐的方法解決。為了驅趕蚊蟲，牛時常會搖擺尾巴及輕微搖晃身體。家牛屬于溫順的動物，經過人類長期馴化后同人類關系密切。正常情況下飼養的牛對人類鮮有攻擊性行為，遇到陌生人時家牛一般還會表現出好奇的行為。

食物

家養牛以草，莖和其他草本植物材料為食。一個普通的母牛一天8小時可以消耗約70千克草。牛在舌頭上纏繞草，并用較低的牙齒剪草。家養牛是反芻動物。反芻動物具有特殊的消化系統，可以分解消耗的相對難消化的植物材料。母牛有四個腔室的胃，其中包括瘤胃、網胃、重瓣胃（俗稱牛百葉）和皺胃。草通過瘤胃，在其中與特殊細菌混合。它從瘤胃移動到網狀細胞，在那里進一步分解。重新消化并咀嚼部分消化的食物，稱為嚼團。然后被吞下，進入到重瓣胃和皺胃中，在那里消化酶將其進一步分解，吸收養分。消化過程需要70-100個小時，這是所有動物中最慢的通過速度之一。這種消化方法可使反芻動物從這些植物材料中獲取盡可能多的營養。

分布范圍

像大多數家養動物一樣，在世界許多地方都可以找到家牛(Bos taurus)。家牛的野生祖先原產于北非，歐洲和南亞。

繁殖方式

家牛的成員在大約13個月大時性成熟，通常在13-26個月時繁殖。在自然環境中觀察到一雄多雌制，占主導地位的雄性爭奪與雌性繁殖的機會。受精后，妊娠期約為9個月，健康的小牛出生時體重約為40千克。

主要價值

食品

牛主要是提供牛肉、牛奶及其制成品。從牛軀干、四肢上獲得的大塊肌肉以及可以食用的帶骨牛肉、牛蹄、牛頭等大多是作為即時屠宰的鮮肉在當地的農貿市場、超級市場、肉食品專賣店銷售給了家庭、飯店、食堂。牛肉的烹飪方法很多，煎、炸、烤、炒、燉、煮均可，各種菜系中基本都有和牛肉相關的菜肴，亦有生吃牛肉的韃靼式牛排。由于牛肉相較豬肉、雞肉韌性更強，為了改善口感煎、烤時常處理成半生不熟，而燉煮時通常要花上更多的時間。銷售至更遠的地方時，常將牛肉做冷藏、冷凍處理以保證新鮮。鮮肉往往都是根據其種類進行分類銷售，位置較好的肉塊可以達到更高的銷售價格。美國、日本、歐盟等還針對牛肉的品質建立了相應的等級標準，在不同的國家和地區對牛肉種類有不同的劃分標準，如沙朗牛排、菲力牛排、T骨等。另一些在屠宰過程中切割下的細小碎肉則會在簡單加工后作為絞肉銷售，其他牛肉則會出售給食品加工廠，制成香腸、火腿、牛肉罐頭、牛肉干之類可以直接食用的牛肉制品。除供人類食用外，牛肉也常被做成寵物糧食或是飼養動物園中的食肉動物。牛的各種內臟也可食用，但不同地域的人對其喜好程度不同。某些地區將牛的內臟、骨頭加工處理后重新用作寵物糧食或動物飼料，但由于此舉容易促進瘋牛病等傳染性疾病的傳播，這種做法已經逐漸被禁止，取而代之的是將牛內臟熬制成工業用油脂或直接銷毀。在醫學上，可以從牛的胰臟中提取出胰島素、牛肝提取物則有減弱肝臟細胞損傷的能力、脾臟提取物也具有治療再生障礙性貧血、腫瘤等病癥的功效，，牛腦垂體則可提取出生長素、抑制素、催乳素等激素。在中醫中，牛膽、牛蹄、牛腎、牛黃、牛鞭、牛血等均可入藥。牛骨可熬制湯劑，磨成骨粉后可作為鈣添加劑加入飼料中。

燃料

牛糞中仍然含有許多未經吸收的能量，在過去，牛及其他牲畜的糞便是直接施入田地的重要肥料，曬干的牛糞可以當做燃料甚至建造簡陋的房屋。化學肥料的推廣和人們衛生意識的提高使牛糞作為肥料的意義有所降低，逐漸用發酵處理后的動物糞便取代，發酵過程中還可產生用于燃燒的沼氣。處理后的牛糞還可再次作為動物飼料。

耕地

牛是有儲備的資源，在地球上許多地方家牛還被用來拉車或耕地。至今，在東亞和東南亞的許多地方，仍然利用牛的牽引力耕作。在某些地區，為了較少對化石燃料的需求，對耕作牛的需求反而有所增長。

斗牛

由于家牛體格強壯，在體育方面也可有許多用處。斗牛運動在伊比利斯半島和拉丁美洲都非常流行，起源于美國的職業騎牛大賽如今已經擴散到巴西、墨西哥、澳大利亞等地。印度尼西亞的馬都拉島盛行賽牛，雖然此項運動在其他地區遠不及賽馬及賽犬知名，但是在當地人的文化中卻意義匪淺，瑞士還有牛和牛對戰的傳統比賽。斗牛是西班牙的國粹。西班牙大小城市都有斗牛場，共有400多座。始建于1779年的龍達市斗牛場，是西班牙重要和最早的斗牛場之一。1934年建成的馬德里維塔斯斗牛場大約有3萬個座位，是西班牙最大的斗牛場。

其他

家牛還有許多用處，從文化上講，可以提供新婚和交易以及諸如盛宴和祭祀之類的儀式。古代中國的卜者用火灼燒龜甲、牛肩胛骨并觀察裂紋來進行占卜，刻在上面的卜辭則被稱為甲骨文。冷兵器時代的將領會用火牛陣沖殺敵軍，著名的例子如漢尼拔和田單。牛骨也是原始人手中一種堅硬的工具和武器，由于質地堅硬、表面光滑，牛骨、牛角也可作為雕刻用的材料。牛骨熬制提取出的膠原蛋白有良好的生物相容性，在醫學上可作為止血劑、藥物載體、細胞培養培養基、美容整形等。